Асинхронный тахогенератор

Асинхронный тахогенератор – измерительная машина, предназначенная для преобразования угла или скорости вращения в электрический сигнал. Конструкция его идентична двигателю с полым немагнитным ротором. На статоре расположены 2 обмотки с пространственным сдвигом На обмотку возбуждения подается переменное питающее напряжение, вторая обмотка выходная.

Если ротор неподвижен, то в машине присутствует только пульсирующее магнитное поле, создаваемое обмоткой возбуждения. Оно направлено вдоль оси вращения машины, выходная обмотка расположена поперек этого поля, поэтому двигатель на нее не реагирует. В стенках ротора находится трансформаторная ЭДС, возникают токи, создающие так же пульсирующее поле, направленное против поля возбуждения (правило Ленца). При вращении ротора его стенки пересекают линии индукции продольных полей, и наводится ЭДС вращения, создающее дополнительные токи и пульсирующее поле, направленное поперек оси машины, т.е. вдоль магнитной ости выходной обмотки. Следовательно, в ней наводится ЭДС, функционально связанная со скоростью вращения. Как и для двигателя, уравнение машины нелинейно. В самом общем случае выходное напряжение:

где и – сложные комплексные выражения, схемы замещения машины, как цепи переменного тока; – относительная скорость.

где – угловая частота сети питания, – текущее значение скорости ротора.

– методическая погрешность Чем меньше сопротивление нагрузки , тем выше линейность, меньше погрешность.

Кроме методической имеет место следующие погрешности:

1. Остаточная ЭДС. Самая значительная и трудно устранимая погрешность. Она обусловлена технологическими неточностями машины, а именно магнитной связью обмоток возбуждения и выходной обмотки. Причины: неидеальная перпендикулярность, неоднородность магнитных свойств. В результате при любой скорости возникает остаточное ЭДС .

В результате возникает асимметрия выходной характеристики, т.е. неравенство выходных напряжений при равных, но противоположных направлениях вращения.

+

Кроме того, имеются погрешности, связанные с неидеальностью геометрии ротора, приводящие к биениям выходного напряжения, т.е. зависимости его от текущего значения угла поворота.

РИСУНОК

(смещенный центр, неидеальная толщина)

В сравнении с ТГ постоянного тока, асинхронный имеет значительно меньшую мощность выходного сигнала, однако является наиболее надежным из-за отсутствия подвижных контактов. Большинство приводов систем высокой точности в замкнутых системах имеют корректирующую ОС через ТГ, поэтому многие типы асинхронных двигателей имеют встроенный ТГ.

РИСУНОК

Принципы построения современных шаговых двигателей.

Шаговый двигатель осуществляет поворот на фиксированный угол при соответствующем изменении хода управления. Первые образцы имели ротор в виде стержня, полюса которого перемещаются по полюсам.

РИСУНОК

… При последовательной подаче импульсов на соседний полюс. Однако, такая конструкция не позволяет получить малый шаг. В современных двигателях ротор представляет собой многополюсный барабан, выполненный либо из изолированных пластин, либо на основе постоянных магнитов. Полюса статора имеют расщепленные полюса малого шага, пространственное расположение полюсов ротора и статора таково, что при подключении соседних полюсов поворот ротора происходит на долю межполюсового расстояния.

РИСУНОК