15.9. Застосування асинхронних тахогенераторів. Переваги й недоліки
При класифікації зазначалось застосування асинхронних тахогенераторів. Зупинимось більш докладно на рахунково-вирішуючих функціях цих мікромашин.
В тих випадках, коли перетворюється порівняно повільно змінні функції, тахогенератори мають переваги над пристроями, побудованими на реостатно-ємнісних та реостатно-індуктивних контурах [60]. Ці переваги полягають у такому:
а) висока точність;
б) виконання необхідних операцій при значній протяжності процесу;
в) безпосереднє використання як вхідного сигналу напруги змінного струму;
г) нечутливість до нестабільності мережевої напруги.
У відповідності з формулою (15.50) можливо записати:
,
(15.66)
або
.
(15.67)
Зі співвідношень (15.66), (15.67) зрозуміла можливість використання асинхронного тахогенератора для вирішення задач диференціювання й інтегрування. Для диференціювання якоїсь функції ротора асинхронного тахогенератора повертається на кути у відповідності з функціональною залежністю. Тоді на генераторній обмотці індукується напруга пропорційна першій похідній від цієї функції.
Для інтегрування функції за часом необхідно, щоб напруга на генераторній обмотці змінювалась за заданою функціональною залежністю. Тоді кут повороту буде пропорційний до інтеграла (15.67). Для практичного здійснення цієї залежності функція перетворюється в електричну напругу, яка автоматично компенсується ЕРС генераторної обмотки в будь-який момент часу за допомогою спеціальної схеми.
Якщо напругу збудження тахогенератора змінювати пропорційно до іншої заданої функції часу, то з урахуванням залежностей (15.66), (15.67) можливо одержати інтеграл відношення двох функцій.
.
(15.68)
Асинхронний тахогенератор може працювати не тільки як вимірювач швидкості обертання, але й як датчик кутових прискорень – акселерометр.
Для цього обмотка збудження збуджується постійним струмом. Тоді потік цієї обмотки буде постійним за величиною. Постійним буде й потік г при постійній швидкості обертання. Тому ЕРС в генераторній обмотці буде дорівнювати нулеві. З появою кутового прискорення потік г змінюється пропорційно до цього прискорення. Тому в генераторній обмотці індукується ЕРС:
,
(15.69)
де wг – число витків генераторної обмотки.
При цьому
,
(15.70)
де С – коефіцієнт пропорційності.
З формул (15.69) та (15.70) одержуємо:
.
(15.71)
Асинхронні тахогенератори мають низку переваг над тахогенераторами інших типів. Вони кращі від синхронних внаслідок своєї мало інерційності й незалежності частоти вихідної напруги від швидкості обертання. Перевагами над тахогенераторами постійного струму є простота конструкцій, вища надійність у зв’язку з відсутністю ковзних контактів, відсутність радіозавад, менші вартість та габарити.
Недоліками асинхронних тахогенераторів є не лінійність вихідної характеристики, яка більша, ніж у тахогенераторів постійного струму; наявність фазової погрішності та залежність вихідної напруги від характеру навантаження.
На останок зазначимо, що основними технічними характеристиками асинхронного тахогенератора є такі:
Напруга й частота живлячої мережі.
Споживані струм та потужність.
Крутість ЕРС генераторної обмотки у мВ/об/хв..
Вихідний опір генераторної обмотки.
Момент інерції ротора.
Амплітудні погрішності при зміні швидкості, температури, частоти.
Фазова погрішність.
Залишкова ЕРС генераторної обмотки.