Тахогенераторы переменного тока

Существуют две типовые схемы тахогенераторов переменного тока:

а) тахогенератор с переменной частотой;

б) тахогенератор с постоянной несущей частотой (с амплитуд­ной модуляцией).

Тахогенератор с переменной частотой представляет собой бесколлекторную электрическую машину с вращающимся посто­янным магнитом и неподвижной статорной обмоткой. Конструк­ция такого тахогенератора аналогична конструкции датчика маг­нитного тахометра, изображенного на рис. 8.9; обмотка статора может быть однофазной.

Мгновенное значение электродвижущей силы тахогенератора

.

Из формулы (8.21) следует, что при использовании тахогенера­тора переменной частоты измерение угловой скорости возможно как путем измерения величины э. д. с. (амплитуды или эффек­тивного значения), так и путем измерения частоты переменного тока.

Тахогенератор переменного тока имеет те же погрешности, что и тахогенератор постоянного тока, за исключением погрешно­стей, связанных с наличием коллектора.

Электрический дистанционный тахометр переменного тока мо­жет быть построен по одной из двух схем. По первой схе­ме тахогенератор соединяется с гальванометром переменного тока или с гальванометром постоянного тока через выпря­митель (см. рис. 8.13,6). При этом выходной величиной служит эффективное значение силы тока

,

где L — общая индуктивность электрической цепи;

R — общее омическое сопротивление цепи.

Из формулы (8.22) следует, что при малых со, когда <<R, сила тока I примерно пропорциональна измеряемой угловой ско­рости.

С увеличением , когда L>R, сила тока I стремится к постоянной величине

.

Тахометру, построенному по данной схеме, присущи погреш­ности тахогенератора и дополнительные погрешности, вносимые измерительной схемой и гальванометром.

По второй схеме тахогенератор соединяется с устройством, измеряющим частоту переменного тока. Схема измерения часто­ты предпочтительнее, чем схема измерения напряжения, так как полностью исключаются погрешности тахогенератора, хотя оста­ются погрешности, вносимые измерителем частоты. Тахогенератор с постояннойнесущей частотой представляет собой электрическую индукционную машину с полым ротором, внутри или снаружи которого помещен статор с двумя взаимно перпендикулярными обмотками (рис. 8.14). Первичная обмотка питается переменным током постоянной амплитуды и постоянной частоты f (обычно f = 400 или 1000 гц). Со вторичной обмотки снимается э. д. с, мгновенное значение которой

,

где С — постоянный коэффициент, зависящий от геометриче­ских размеров и обмоточных данных машины;

Ф₁ — магнитный поток первичной обмотки;

Z_K — комплексное сопротивление контура, по которому те­чет короткозамкнутый ток в теле ротора.

Выходной величиной тахогенератора служит амплитудное значение э. д. с.

или ее эффективное значение

.

Основные погрешности тахогенератора с постоянной несущей частотой следующие:

а) погрешность от изменения магнитного потока Ф₁ первич­ной обмотки; поток Ф₁ может изменяться под влиянием измене­ния напряжения и частоты питания первичной обмотки, а также вследствие изменения температуры;

б) погрешность от изменения несущей частоты f (частота вхо­дит сомножителем в выражение Е_2т),

в) погрешность от изменения комплексного сопротивления ро­тора, вызываемая влиянием температуры на удельное электриче­ское сопротивление материала, из которого изготовлен ротор;

г) погрешность от влияния нагрузки.

Уменьшение погрешностей (п. «а») и (п. «б») может быть до­стигнуто путем стабилизации напряжения и частоты питания первичной обмотки.

Для уменьшения погрешности (п. «в») ротор может быть из­готовлен из материала с малым температурным коэффициентом, а электрического сопротивления, что приведет, однако, к сниже­нию амплитуды выходного напряжения вследствие увеличения удельного электрического сопротивления.

Погрешность (п. «г») носит такой же характер, что и в рас­смотренных выше схемах тахогенераторов других типов, и для ее уменьшения следует увеличивать соотношение между сопро­тивлениями нагрузки и внутренним сопротивлением вторичной обмотки тахогенератора.

Вследствие больших погрешностей тахогенератор с постоян­ной несущей частотой применяется главным образом в следящих системах в качестве датчика скоростной обратной связи.