13. Асинхронный тахогенератор (атг)

АТГ – двухфазный асинхронный двигатель (микроэлектрическая машина).

Полый ротор выполняется из высокоомных материалов (латунь, константан). За счет применения этих материалов высокая температурная стабильность. И у них высокая стабильность характеристик при изменении угловой скорости.

Обмотка возбуждения создает пульсирующий магнитный поток, направленный по продленной оси машины (продленная ось машины совпадает с осью полюсов обмоток на статоре сердечника).

При неподвижном роторе магнитный поток возбуждения индуцирует в роторе трансформаторную ЭДС. Сам полый ротор можно считать состоящим из отдельных элементов, проводников, которые замкнуты на торцах. Так как они замкнуты под действием трансформаторной ЭДС, протекают токи, направление которых совпадает с поперечной осью машины.

Эти токи создают магнитный поток, направленный навстречу потоку возбуждения. В результате результирующий поток направлен по продольной оси. В выходной обмотке (генераторной) ЭДС равно 0 (при неподвижном роторе), т.к. магнитный поток скользит по обмотке. При вращении ротора элементарные проводники ротора пересекают магнитные силовые линии потока возбуждения. Напряжение индуцируется в проводниках ЭДС – вращения. Под действием этой ЭДС в элементарном проводнике будут течь токи, создающие магнитное поле, направленное по поперечной оси. Этот поток пропорционален частоте вращения. Поток по поперечной оси сцепляется с выходной обмоткой и в ней индуцируется выходная ЭДС, пропорциональная скорости вращения. Выходное напряжение будет зависеть от сопротивления нагрузки:

Линейность характеристики зависит от полного сопротивления нагрузки. При высоких скоростях характеристика нелинейная. Для уменьшения скоростных погрешностей ТГ выбирают с такой синхронной скоростью, при которой значение относительной частоты вращения ротора составляет S=0,3 (скольжение должно быть равно 0,3).

Схема согласования низкоомной нагрузки и ТГ

В современных системах автоматизации ЭП, где большие пределы изменения угловой скорости и высокая точность, стабилизации скорости нужна.

Применяются цифровые датчики скорости, которые можно представить состоящими из двух частей:

1. Датчик импульсов, преобразующий угловую скорость в частоту следования импульсов.

2. Счетчик импульсов или кодовый преобразователь, который формирует цифровой код.

Структурная схема цифрового датчика

a_n-1



ДИ

СИ

A_n

a₀

ДИ – датчик импульсов

СИ – счетчик импульсов

а₀…а_n-1 – цифровой код

Цифровой датчик может быть выполнен на основе индукторов и кодовый диск (фотодиск).

Схема фотоэлектрического формирователя импульсов

При вращении кодового диска с угловой скоростью  светодиод и фотодиод дают чередование максимального и минимального сигнала с частотой

N – число импульсов на один оборот диска. Для получения стабильных сигналов с неизменной амплитудой и продолжительностью есть узел формирования выходных импульсов. В усилителе У1 сигнал усиливается и симметрируется по полярности. Усилитель, собранный на VT, работает в релейном режиме, дает на выходе прямоугольные импульсы с постоянной амплитудой U_п, но с переменной продолжительностью, выходной импульс с неизменной амплитудой и продолжительностью  формируется с помощью одновибратора (S).

Погрешность и точность тем выше, чем больше угловая скорость и период изменения.

Может быть несколько рядов с окружностями (т. е. несколько дорожек).