Асинхронный тахогенератор

Можно разделить на два вида: син­хронные и асинхронные. Основными преимуществами тахогенераторов переменного тока по сравнению с тахогенераторами постоянного тока являются: отсутствие коллектора и щеток; синусоидальная форма выходной ЭДС; большая надежность; стабильность характеристик.

Асинхронный тахогенератор ши­роко применяется в автоматике и вычислительной технике. Конструкция его напоминает конструкцию двухфазного асинхронного двигателя с тонкостенным ротором (рис.51а).

На статоре 1 располагаются продольная и поперечная обмотки, сдвинутые относительно друг друга на 90°.

Рис 51. Асинхронный тахогенератор: а - конструкция и схема включения; б - статическая характеристика;  в - к пояснению того, что выходного напряжения не изменяется от частоты вращения ротора.

Одна из обмоток является обмоткой возбуждения 3, а другая - выходной (сигнальной) обмоткой 4. Ротор тахогенератора 2 укреплен на валу 6. Он представляет собой тонкостенный алюминиевый стакан, вращающийся в зазоре между статором 1 и неподвижным цилиндрическим сердечником 5.

К обмотке возбуждения 3 подводится переменное напряжение Uв с постоянными амплитудой и частотой, а к выходной обмотке подключается нагрузка R_Н, с которой снимается выходное напряжение U_ВЫХ. При подаче на обмотку возбуждения напряжения переменного тока в тахогенераторе возникает пульсирующий магнитный поток возбуждения, который пересекает ротор в направлении, перпендикулярном оси выходной обмотки. Если ротор не вращается, то в выходной обмотке не наводится ЭДС переменного тока, так как оси обмо­ток З и 4 в этом случае взаимно перпендикулярны. При вращении ротора в нем, кроме ЭДС трансформации, наводимой пульсирующим магнитным потоком, возникает также ЭДС вращения за счет пересечения ротором магнитных линий потока возбуждения, т. е. в роторе наводится суммарная ЭДС.

Эта ЭДС создает в роторе токи, вызывающие появление переменного магнитного потока, совпадающего с осью выходной обмотки и наводящего в ней ЭДС, значение которой пропорционально частоте вращения ротора n. Следует отметить, что фаза наводимой ЭДС зависит от направления вращения ротора.

Наводимая в выходной обмотке асинхронного тахоге­нератора ЭДС определяется по формуле:

U_ВЫХ=к×Uв×n, где к – коэффициент пропорциональности,

Uв – напряжение обмотки возбуждения.

На рис.51б, показана статическая характеристика асинхронного та­хогенератора U_вых=ƒ(n), которая нелинейна. Нелинейность характеристики обусловлена реакцией цепи выходной обмотки и возрастает с повышением частоты вращения ротора.

Основными достоинствами асинхронного являются: независимость частоты выходно­го напряжения от частоты вращения ротора n (рис.51в) и чувствитель­ность тахогенератора к изменению направления вращения ротора.

Главным недостатком асинхронного тахогенератора является измене­ние выходной ЭДС при изменении температуры. В основном это вызвано тем, что при работе тахогенератора происходит нагрев ротора, в результате чего изменяется его сопротивление, которое во много раз больше сопро­тивления обмоток статора. Для уменьшения температурной погрешности асинхронных тахогенераторов большой точности их роторы часто вы­полняют из материалов с весьма малым температурным коэффициентом, например, из марганцовистого алюминия, марганцовистой меди или фосфористой бронзы.