4.4.1 Тахогенератор постійного струму
Тахогенератор
постійного струму є електричною машиною
постійного струму, що працює в генераторному
режимі.
Вихідною характеристикою тахогенератора
є залежність величини напруги на
затискачах якоря
від кутової швидкості якоря
при постійному магнітному потоці
збудження Φ
и постійному опорі навантаження
.
Величина ЕРС якоря тахогенератора
визначається за формулою:
(4.4.1)
де
‑
постійна машини, рівна
;
‑ конструктивний коефіцієнт, рівний
.
Вираз
(4.4.1)
є рівнянням вихідної характеристики
тахогенератора на холостому ході (
).
Ця залежність показана на графіку рис.
4.4.1.
Рис. 4.4.1
При підключенні обмотки якоря тахогенератора до вимірювального приладу або іншого пристрою зі скінченною величиною вхідного опору і при сталості магнітного потоку збудження вихідна напруга буде менше ЕРС якоря на величину спадання напруги в колі якоря і вираз (4.4.1) прийме вид:
(4.4.2)
Підставляючи в це рівняння значення струму
,
можна одержати вираження вихідної характеристики в загальному виді
(4.4.3)
Це рівняння свідчить про лінійність вихідної характеристики тахогенератора постійного струму при сталості магнітного потоку збудження і опору кола якоря.
На
рис. 4.4.1
показані
вихідні характеристики, що відповідають
рівнянню (4.4.3)
для різних кінцевих значень опорів
навантаження
і
,
причому
>
.
Однак,
варто мати на увазі, що дійсна вихідна
характеристика тахогенератора внаслідок
впливу реакції якоря і мінливості опору
щіткового контакту відхиляється від
лінійної (пунктирні лінії на рис. 4.4.1)
і починається не
з нуля, тому що при малій швидкості ЕРС
менше спадання напруги
в контакті колектора. Це значить, що
тахогенератор має зону
нечутливості
,
тобто діапазон швидкості, у межах якого
вихідна напруга дорівнює нулю.
Для
підвищення лінійності вихідної
характеристики слід включати тахогенератор
на можливо більший зовнішній опір
і використовувати невеликий діапазон
швидкостей обертання (
),
тому що в цьому випадку реакція якоря
незначна. Різке зменшення зони нечутливості
досягається застосуванням металевих
щіток зі срібними напайками в місцях
дотику до колектора.
У тахогенераторах постійного струму з електромагнітним збудженням можливі похибки, викликані нагріванням обмотки збудження і коливаннями напруги збудження, що приводить до зменшенні магнітного потоку і вихідної напруги. Для зменшення зазначених погрішностей магнітну систему тахогенератора виконують із насиченням. Тахогенератор зі збудженням від постійних магнітів не має зазначених похибок.
Перевагою тахогенераторів постійного струму є відсутність фазової похибки та впливу характеру навантаження на величину вихідної напруги. Недоліком їх є наявність ковзного контакту, що знижує надійність, необхідність пристрою фільтрації від радіоперешкод і складність конструкції, відносно висока вартість. Крім того, на якість роботи систем автоматичного регулювання істотно впливає пульсація вихідної напруги, особливо при малих швидкостях.