Р исунок 4.21 – Асинхронний тахогенератор при п  0

ЕРС обертання ротора E_вр, потік ротора Ф_qR поперечної осі і вихідна ЕРС Е_Г тахогенератора за значенням (амплітудою) пропорційні частоті обертання ротора п, тобто Е_Г ~ Ф_qR ~ п.

Вихідна напруга тахогенератора U_Г менше ЕРС Е_Г на значення падіння напруги на опорі Ζ_Γ генераторної обмотки, тобто U_Г = Е_Г - Ι_ГΖ_Г.

На рис. 4.22, а представлена схема включення двофазного несиметричного асинхронного двигуна з конденсатором С в ланцюзі обмотки В. На рис. 4.22, б представлена схема включення асинхронного тахогенератора. Порівнюючи ці схеми, неважко помітити, що вони дуже схожі одна на одну, тільки в схемі тахогенератора затискачі 1-1`, на які у двигуна подається напруга U_B, замкнені; отже, у тахогенератора U_B = 0. Також у схемі тахогенератора замість конденсатора С включено опір навантаження Z_H.

Рисунок 4.22 – Схеми включення двофазного конденсаторного двигуна (а)

і асинхронного тахогенератора (б)

Вихідна напруга тахогенератора U_Г може бути знайдено як падіння напруги на опорі Z_H навантаження:

U_Г = I_Г Z_H .

До позитивних якостей асинхронних тахогенератора, які сприяють їх вельми широкого поширення, слід віднести:

• безконтактність - відсутність ковзних контактів;

• малоінерційність, обумовлену малим моментом інерції ротора;

• наявність малого моменту опору (моменту тертя в підшипниках і гальмуючого електромагнітного моменту) внаслідок відсутності радіальних і аксіальних сил, що діють на ротор;

• велику надійність;

• непогану стабільність характеристик.

Недоліками асинхронних тахогенераторів, що обмежують області їх застосування, є:

• теоретична і практична нелінійність вихідної характеристики;

• наявність фазової похибки;

• наявність нульової (залишкової) напруги;

• мала вихідна потужність, що призводить до необхідності збільшення габаритних розмірів (асинхронний тахогенератор у 2...4 рази більше тахогенератора постійного струму з такою ж вихідною потужністю);

• низький cos φ;

• великі габаритні розміри і маса.

Проте не дивлячись на наявність ряду суттєвих недоліків, асинхронні тахогенератора з порожнистим ротором як у нас, так і за кордоном випускаються у великих кількостях.

3. Синхронні тахогенератори

Великого поширення в даний час отримали синхронні тахогенератори, які конструктивно представляють собою однофазні (а іноді і трифазні) синхронні генератори малої потужності з ротором, що має явно виражені полюси і виконаний у вигляді постійного магніту - зірочки. Завдяки виконанню збудження постійним магнітом в синхронному тахогенератора відсутні ковзні контакти, що значно підвищує його надійність.

При обертанні ротора тахогенератора в обмотці статора його наводиться ЕРС, амплітуда якої прямо пропорційна частоті обертання п:

Е_Г = 4,44 fw_Г Ф = 4,44 (рп/60) _wГФ = kп,

де f = рп/60 - частота ЕРС, що генерується ; w_Г - ефективна кількість витків обмотки статора; Φ - магнітний потік; k = 4,44 (ριν_Γ/60)Φ – постійний (при Φ = const) коефіцієнт, що дорівнює крутизні вихідної характеристики; p - число пар полюсів.

Застосування синхронних тахогенератора у ряді схем важко внаслідок того, що у них одночасно з амплітудою при зміні частоти обертання n змінюється і частота f вихідної напруги. Зміна частоти приводить до зміни значення реактивних опорів X_L = 2fL і Хс = l/(2fC) як самого тахогенератора, так і навантаження, на якt він працює. Це веде до спотворення вихідної характеристики і до появи похибок.

За певних умов внаслідок виникнення резонансних явищ робота синхронного тахогенератора не задовольняє вимогам схем автоматики. У схемах автоматики, що працюють на частотному принципі, мінливість частоти f (пропорційність її частоті обертання п), навпаки, вважається досить позитивною якістю синхронного тахогенератора.

Позитивною якістю всіх без винятку синхронних тахогенератора є те, що вони при малих габаритних розмірах мають велику вихідну потужність.