Рисунок 1 – Выходные характеристики асинхронного тахогенератора: при неправильной (а) и правильной (б) калибровке:
Штриховая линия –идеальная , сплошная линия – реальная характеристика.
При проектировании TG член Bυ² стараются уменьшить, а это возможно либо за счёт уменьшения относительной скорости υ, либо за счёт уменьшения В.
Уменьшение относительной скорости можно достичь, во-первых, за счёт увеличения частоты питающей сети f, во-вторых, за счёт уменьшения пар полюсов
υ = n / nc. = np / 60f
Асинхронные TG, особенно точные, как правило, рассчитывают на работу от сетей повышенной частоты f = 500, 1000 Гц. Повышение частоты значительно уменьшает член Bυ², а следовательно и скоростные погрешности.
С целью min скоростных погрешностей на практике стараются работать на малых относительных скоростях :
Диапазон рабочих скоростей высокоточных TG υ = 0,2 – 0,5 ; а TG следящих систем υ = 0,5 – 0,7.
В первых из них ∆Uυ = 0,05 – 0,1 % , во вторых ∆Uυ = 0,2 – 2,5 %.
Уменьшение комплексного коэффициент В может быть уменьшен либо за счёт уменьшения k и ZSB либо за счёт увеличения ZН и rRB.
К уменьшению коэффициента трансформации k = wГ / wВ и полного сопротивления обмотки возбуждения Z SB обычно не прибегают, т.к. это ведёт к уменьшению крутизны характеристики (вследствие уменьшения wВ), а второе требует увеличения габаритов TG.
Уменьшение В обычно достигается за счёт увеличения активного сопротивления ротора rRB. и сопротивления нагрузки ZН там где это возможно.
В = k2 Z2SB / Z Н.r RB + (Z SB / r RB)
Увеличение rRB за счёт применения для изготовления роторов материалов с высоким удельным сопротивлением (манганин, константан) способствует уменьшению скоростной погрешности, но одновременно с этим приводит к уменьшению крутизны выходной характеристики, а также выходной мощности TG, по этому пути идут только в TG высокой точности, применяемых в дифференцирующих и интегрирующих схемах.
Скоростные как амплитудная, так и фазовая погрешности могут быть значительно уменьшены путём правильного выбора характера нагрузки.(смотри схемы).
4. температурные погрешности
Изменение температуры приводит к изменению активного сопротивления статорных обмоток и ротора, и отклонению выходной характеристики от базовой, появлению температурных погрешностей: амплитудной ∆Ut. и фазовой ∆φt. (смотри графики).
С целью уменьшения колебаний активного сопротивления при изменении его температуры изготовляются из материалов, удельное сопротивление которых мало зависит от температуры. Это позволяет до минимума снизить температурные погрешности, вносимые ротором.
Наибольшие погрешности вносят изменяющиеся с изменением температуры сопротивления статорных обмоток, особенно обмотки возбуждения.
С целью уменьшения погрешности прибегают к следующим способам:
1. включают последовательно с обмоткой возбуждения специальные термосопротивления, которые стабилизируют активное сопротивление цепи возбуждения. 2. автоматическое термостатирование (внутрь обмотки внедряют нагревательные элементы и термосопротивления, которые поддерживают температуру на верхнем для TG уровне. (смотри схему).
5. частотные погрешности
Данные погрешности возникают при непостоянстве частоты питающего напряжения, это приводит к изменению крутизны выходной характеристики, частоты выходного напряжения, а также фазы. Причины возникновения частотных погрешностей кроется в изменении индуктивных сопротивлений обмоток и магнитных потоков TG. Единственный способ устранения – стабилизация частоты напряжения возбуждения.
6. нулевое напряжение
Практически у всех TG при n = 0 на зажимах генераторной обмотки имеется незначительное напряжение – называемое нулевым напряжение. Это явление весьма нежелательно.
Причины его возникновения разнообразны:
1. неточный сдвиг обмоток на 90 электрических градусов;
2. несимметрия магнитной цепи из-за разной проводимости стали вдоль и поперёк проката стали;
3. неравномерность воздушного зазора;
4. наличие потоков рассеяния;
5. наличие ёмкостных связей между обмотками, особенно на высоких частотах питающего напряжения;
6. несимметрия ротора.
Все эти причины приводят к тому, что при n = 0 появляется поперечная составляющая магнитного потока, которая наводит ЭДС Ео в генераторной обмотке. Значение Uо не остаётся постоянным при повороте ротора. Его можно разделить на постоянную Uo const. и переменную Uo var. составляющую. Смотри схему.
Постоянная составляющая обусловлена ранее названными причинами и составляет Uo const. = 25 – 100 мВ.
Переменная составляющая зависит в основном от неодинаковой толщины – электрической проводимости – полого ротора в различных направлениях (его асимметрия) Uo var. = Uo max. - Uo min. = 3 – 7 мВ.
7. несимметрия выходного напряжения
Зависимость значения амплитуды выходного напряжения TG от направления вращения – явление крайне нежелательное. Наибольшее влияние на это оказывает нулевая ЭДС Ео в генераторной обмотке.
Ег. = Ео + Ег.υ
Ег.υ – при смене направления вращения меняет фазу на 180 0, следовательно выходная ЭДС Ег. изменяется по величине. Смотри схему.
ДОСТОИНСТВА TG НЕДОСТАТКИ TG
1. бесконтактность снятия выходного сигнала 1. теоретическая и практическая нелиней-
2. наличие малого момента сопротивления ность выходной характеристики
3. большая надёжность 2. наличие фазовой погрешности
4. малая инерционность 3. наличие нулевого напряжения
5. неплохая стабильность характеристики 4. малая выходная мощность
5. низкий КПД, большие габариты и масса
4. Тахогенератор постоянного тока. Погрешности. Статическая характеристика.
Тахогенераторы постоянного тока – небольшие генераторы постоянного тока, чаще всего с возбуждением от постоянных магнитов
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.