Классификация электрических информационных микромашин автоматических устройств. Тахогенераторы. Классификация электромеханических реле. Сельсины. Дистанционные передачи на базе сельсинов. Поворотные трансформаторы, страница 2

Основным требованием, предъявляемым к информационным электрическим машинам автоматических устройств, является – требование высокой точности преобразования электрических или механических входных величин – сигналов управления – соответственно в механические или электрические выходные величины, находящиеся в строго постоянной вполне определенной функциональной зависимости от входной величины – сигналов управления.

К информационным электрическим машинам не предъявляют строгих требований в отношении КПД и cos φ.

2.  Тахогенераторы.   Основные требования при выборе.   Устройство. Назначение. Пример использования.

            Тахогенераторы – это электрические машины предназначенные для преобразования механического сигнала – частоты вращения вала, в электрический сигнал – выходное напряжение.

            Основное требование к TG – линейность выходной характеристики т.е. пропорциональность U_{выхъ. г.} частоте вращения.

                                               U_г. = К n = K₁ dα/dt

Цели использования TG.

1.  для измерения скорости вращения

2.  для осуществления обратной связи по скорости в следящих системах

3.  для осуществления электрического дифференцирования U_г.  = K₁ dα / dt

4.  для осуществления электрического интегрирования α = 1/К₁ ∫ U_г. ( t ) dt.

Перечень требований предъявляемых к TG.

1. высокая линейность выходной характеристики – min отклонение от прямой линии;
2. большая крутизна выходной характеристики К = U_г./n [мВ / мин^-1]
   для TG постоянного тока К = 3 – 1000 мВ/мин^-1; для TG переменного тока
   К =1 – 10 мВ/мин^-1.
3. максимальная выходная мошность при минимальной мощности потребления;
4. минимальный момент инерции ротора и малая величина момента сопротивления;
5. стабильность выходной характеристики при изменении состояния окружающей среды;
6. малые масса и габариты;
7. симметрия выходного напряжения при изменении направления вращения,
   U_г. (+n) = U_г. (-n) ;
8. минимальное значение нулевого напряжения U_г. при n = 0 для TG переменного тока; и минимальная зона нечувствительности для TG постоянного тока.
9. минимальные пульсации выходного напряжения (для TG постоянного тока);
10. минимальное изменение фазы выходного напряжения (для TG переменного тока).

Работа TG при дифференцировании функции.

Необходимо вращать ротор TG – поворачивать его на углы α, пропорциональные данной функции. Выходное напряжение при этом будет прямо пропорционально производной заданной функции:

           U_г.  = K₁dα / dt

В тех случаях, когда производная заданной функции должна быть представлена в виде угловой величины, необходимо использовать специальную схему, состоящую из тахогенератора АТ ( переменного тока),элемента сравнения ЭС, усилителя , исполнительного двигателя ИД, редуктора Р, линейного поворотного трансформатора ЛПТ. Частота вращения ЛПТ пропорциональна производной dα / dt. Схема № I

Работа TG при интегрировании функции

Для интегрирования заданной функции по времени нужно преобразовать её в электрическое напряжение U(t) и вращать ротор тахогенератора АТ так, чтобы выходное напряжение тахогенератора U_г. (t) в любой момент времени компенсировало это напряжение U(t). Тогда угол поворота ротора тахогенератора будет пропорционален интегралу заданной функции во времени:

                                    α=1/k₁ ∫ U (t) dt ~ ∫ β dt.

3.  Асинхронные  тахогенераторы. Погрешности асинхронных  тахогенераторов. Статическая  характеристика.

Асинхронные TG по своей конструкции не отличаются от двухфазных исполнительных двигателей с полым немагнитным ротором. Они имеют как и двигатели на статоре две обмотки, сдвинутые на 90 электрических градусов в пространстве. Одна из них подключается к сети и называется обмоткой возбуждения . С другой обмотки  снимается выходное напряжение тахогенератора, эта обмотка называется выходной или генераторной.

            Полый ротор асинхронного TG с целью обеспечения его большого активного сопротивления, мало меняющегося при изменении температуры, выполняется из константана, специального манганина, фосфористой, марганцовистой бронзы.

                                    Погрешности асинхронных тахогенераторов

1. амплитудная погрешность ∆U – называется выраженное в % отклонение реальной характеристики U_г.  = ƒ (n) при заданной скорости n от идеальной, отнесённое к номинальному (max) значению выходного напряжения U_{г. ном.} (при υ = υ_ном.)

                                    ∆U (%) = U_г. -  U_i / U_{г. ном.} ∙ 100

2. фазовая погрешность ∆φ– называется отклонение фазы выходного напряжения U_г от фазы напряжения, принятого за базовое:

            Выходное напряжение U_г. можно найти как величину падения напряжения на сопротивлении

                                    Ŭ_г. =İ_г.∙ Z_н.

в комплексной форме Ŭ_г. = - ĵ k Ŭ_в. υ / Ă–Bυ²

3. скоростные погрешности – появляются за счёт наличия члена Bυ² в формуле выходного напряжения, если бы его не было то выходное напряжение было бы прямо пропорционально скорости вращения υ, а характеристика была бы идеальной.

            Для уменьшения амплитудной погрешности необходимо идеальную характеристику TG проводить через точку А реальной характеристики, соответствующую относительной скорости υ_А = 0,66 υ_ном.

  Uг                                                          Uг                                                                                                         ∆U_max.                                                    ∆U_max.                                                                                                                        .                                                                                                                                               A                                                                                                                                                                                                                                                 υ                                                           υ                                                                                                                         υ_А                                                                             а)                                                             б)