Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Тахогенераторы

К числу специальных электрических машин, работающих в режиме генератора, относятся: электромашинные усилители, тахогенераторы, электромашинные преобразователи частоты, напряжения и рода тока (постоянный в переменный и наоборот), регуляторы фазы и напряжения и другие.

Из электромашинных преобразователей в настоящее время наибольшее распространение получили преобразователи частоты 50 Гц в стандартные частоты 400, 800 Гц, используемые для питания специального электропривода, вычислительных машин.

Преобразователь частоты — это двухмашинный агрегат, состоящий из двигателя и синхронного генератора, выполненных в одном корпусе.

Преобразователи рода тока, а также для получения более высоких частот в настоящее время в основном заменены полупроводниковыми преобразователями. Регуляторы фазы и напряжения (однофазные и трехфазные) выполняются на базе асинхронных машин, у которых заторможен ротор.

Электромашинные усилители продольного и поперечного поля используются как усилители мощности. Основными их преимуществами по сравнению с магнитными и электронными усилителями являются: возможность получения большой мощности, высокий коэффициент усиления, сравнительно малые габариты, а по сравнению с магнитными усилителями более высокое быстродействие.

Электромашинный усилитель поперечного поля (ЭМУ) представляет собой специальный двухполюсный генератор постоянного тока, в котором поперечный поток якоря используется как главный поток возбуждения. Электрическая схема электромашинного усилителя приведена на рис. 168.

В отличие от обычных двухполюсных машин постоянного тока электромашинный усилитель имеет четыре щетки: две поперечные q1q2) и две продольные (d1d2). Ось продольных щеток расположена по оси полюсов; ось поперечных щеток перпендикулярна оси полюсов. Поперечные щетки закорочены, а к продольным подсоединяется нагрузка.

Магнитная система электромашинного усилителя неявнополюсная: статор набирается из штампованных колец электротехнической стали с пазами для обмоток. В пазах статора уложена компенсационная обмотка КО, обмотка дополнительных полюсов ЦП и обмотки управления ОУ.

Компенсационная обмотка и обмотка дополнительных полюсов включены последовательно в цепь продольных щеток. К выходным зажимам этой цепи подключается нагрузка Rн (например, исполнительный двигатель).



Принцип работы электромашинного усилителя состоит в следующем. Небольшой ток в обмотке управления вызывает относительно небольшой магнитный поток, направленный по оси полюсов. На поперечных щетках электромашинного усилителя при вращении якоря наводится небольшая эдс, а при замыкании накоротко цепи поперечных щеток создается сравнительно большой ток. Ток в короткозамкнутом якоре возбуждает достаточно большой поперечный магнитный поток Фq, ось которого перпендикулярна к оси главных полюсов.

Под действием сильного поперечного поля якоря (неподвижного в пространстве) в секциях его обмотки возбуждаются значительные эдс, в результате чего на продольных щетках возникает напряжение Ud.

Отношение мощности, переданной нагрузке Рн=UdId к мощности управления Ру=UyIy называется коэффициентом усиления ky = Рну.

Коэффициент усиления при работе электромашинного усилителя на нагрузку вследствие размагничивающего действия продольной составляющей потока реакции якоря Фd будет очень мал. Во избежание этого электромашинные усилители снабжаются компенсационной обмоткой КО, включенной последовательно с нагрузкой, для создания потока Фк, компенсирующего продольный поток реакции якоря Фд. При изменении нагрузки (вплоть до номинальной) потоки Фd и Фк должны быть примерно равны по абсолютной величине и направлены навстречу друг другу. Плавная регулировка потока Фк (тока Iк) осуществляется с помощью переменного резистора Rк, шунтирующего компенсационную обмотку.



Дополнительные полюсы служат для улучшения коммутации. Коэффициент усиления по мощности электромашинного усилителя может достигать 1000 и более.

 

Тахогенератор — это электрическая микромашина, служащая в качестве измерительного преобразователя частоты вращения в электрическое напряжение. Если ротор тахогенератора имеет частоту вращения п. то эдс на выходе тахогенератора пропорциональна частоте вращения:

Вольтметр, измеряющий эдс, может быть отградуирован непосредственно в оборотах в минуту. Эдс на выходе тахогенератора пропорциональна первой производной от угла поворота α по времени:

Приведенные выражения показывают способность тахогенераторов измерять ускорение и решать задачу дифференцирования.

Тахогенераторы применяют для контроля за частотой вращения различных машин и механизмов; получения демпфирующих и форсирующих сигналов в системах автоматического регулирования; при вычислительных операциях в счетно-решающих системах; для исследования процессов разбега двигателей различных типов, т. е. для снятия кривой зависимости частоты вращения от времени: п=f(t).

Тахогенераторы могут быть постоянного и переменного (асинхронные и синхронные) тока.

В зависимости от назначения требования к выходным характеристикам U(n) тахогенераторов различны. Так, для тахогенераторов, предназначенных для работы в качестве элементов обратной связи, не требуется высокая точность, но необходима большая крутизна выходной характеристики.

Тахогенераторы, предназначенные для измерения частоты вращения, должны иметь высокую точность и линейность выходной характеристики.

 

Тахогенераторы постоянного тока конструктивно представляют собой обычный генератор постоянного тока с независимым электромагнитным возбуждением или с возбуждением от постоянных магнитов.

Максимальная частота вращения тахогенераторов постоянного тока составляет 1000—7000 об/мин; крутизна выходной характеристики 10—100 мВ/об/мин; отклонение от линейности при максимальной скорости 0,5—3%.

Асинхронные тахогенераторы (АТГ) выполняются в виде асинхронной машины с полым ротором.

Главным техническим показателем работы асинхронного тахогенератора является линейность выходной характеристики U(п). Нелинейность выходной характеристики обусловлена непостоянством потока возбуждения и сопротивления ротора при изменении частоты вращения. Крутизна выходной характеристики тахогенератора составляет 1 —10 мВ/об/мин.

По сравнению с тахогенераторами переменного тока тахогенераторы постоянного тока имеют ряд существенных недостатков: наличие скользящих контактов между коллектором и щетками; коммутацию и связанные с ней явление искрения под щетками; необходимость устройства фильтров для подавления радиопомех; сложность конструкции; более высокую стоимость.

Однако применение тахогенераторов постоянного тока оправдывается прежде всего их большой выходной мощностью. Существенным достоинством тахогенератора с постоянными магнитами является отсутствие источника энергии для возбуждения.

Асинхронные тахогенераторы отличаются простотой конструкции, а также возможностью применения промежуточных трансформаторов, что позволяет получить любое выходное напряжение и при необходимости даже несколько потенциально несвязанных выходных напряжений. Частота выходного напряжения асинхронного тахогенератора постоянна и не зависит от частоты вращения. Недостатком асинхронных тахогенераторов является малая мощность выхода (до 2—3 Вт), поэтому они часто работают с усилителями мощности.

Основные понятия о работе электрических


Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 30; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Синхронные генераторы переменного тока | Двигателей
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2019 год. (0.018 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты