17.9 Асинхронные тахогенераторы

Асинхронные тахогенераторы предназначены для преобразования частоты механического вращения в электрический сигнал (напряжение). Конструкция асинхронного тахогенератора аналогична конструкции асинхронного исполнительного двигателя с полым ротором. Схема его включения показана на рис. 17.9.

Ротор асинхронного тахогенератора механически соединяется с валом устройства, частоту вращения которого следует измерить. Электрический сигнал, пропорциональный частоте вращения, снимается с выводов одной из обмоток статора (с обмотки ОИ на рис. 17.9).

Асинхронные тахогенераторы применяются для измерения частоты вращения различных устройств, для получения сигнала обратной связи, пропорционального частоте вращения, для выполнения операций дифферёнцирования и интегрирования в схемах счетно-решающих устройств

Рис. 17.19. Схема подключения асинхронного тахогенератора.

Принцип действия асинхронного тахогенератора заключается в следующем. Одна из обмоток статора тахогенератора — обмотка возбуждения (обмотка ОВ на рис. 17.9) — подключается к сети переменного тока с f₁=const и с U₁=const. Пульсирующий магнитный поток, созданный обмоткой ОВ, индуктирует ЭДС e_B в контурах ротора, оси которых совпадают с осью этой обмотки. Обмотку возбуждения и контуры ротора, расположенные по оси этой обмотки, можно рассматривать как первичную и вторичную обмотки короткозамкнутого трансформатора.

Активное сопротивление цепи ротора в тахогенераторах выбирается значительным, поэтому ток, протекающий в контурах ротора под действием индуктированной ЭДС, практически совпадает с ней по фазе. Результирующий магнитный поток Ф_В, образованный в этом «трансформаторе», совпадает с осью обмотки ОВ, и его значение при U₁=const остается постоянным. Как при неподвижном, так и при вращающемся роторе поток Ф_B не индуктирует ЭДС в обмотке ОИ статора, так как этот поток сдвинут относительно оси обмотки ОИ на электрический угол, равный 90°.

При вращении ротора в нем от магнитного потока Ф_В помимо ЭДС е_В наводится ЭДС вращения е_вр, сдвинутая относительно е_В на 90°. Возникающий от ЭДС е_вр ток i_вр в роторе из-за большого активного сопротивления практически совпадает € ней по фазе. В этом случае поток Ф_и, созданный этим током, имеет направление, совпадающее с осью обмотки статора ОИ.

Значения ЭДС вращения, тока, ею созданного, и магнитного потока Ф_и пропорциональны частоте вращения ротора и пульсируют с частотой f₁. Вследствие этого в обмотке ОИ индуктируется трансформаторная ЭДС е_и, причем она пропорциональна частоте вращения п, a f₁-const. Напряжение U_и обмотки ОИ является выходным напряжением тахогенератора. В идеальном случае тахогенератор должен давать на выходе напряжение U_и, пропорциональное частоте вращения п, т. е. характеристика U_и=f(n) должна быть линейной. Однако в действительности из-за технологической неточности в изготовлении, изменения электрических и магнитных параметров при различных режимах и других причин эта зависимость может отличаться от линейной, т. е. имеется погрешность. У более точных тахогенераторов погрешность в линейности не должна превышать 0,05-0,1 %, а у менее точных допустима погрешность до 1-2,5%.