WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 ||

Рис. 5.29. Выходные характеристики асинхронного тахогенератора при различных величинах нагрузки.

Причинами, вызывающими отклонение выходной характеристики от линейной зависимости являются:

а) технологические неточности при изготовлении;

б) электромагнитная реакция ротора, изменяющая величины потоков и при изменении режима работы тахогенератора (скорости вращения и нагрузки);

в) изменение некоторых параметров тахогенератора при изменении скорости вращения (например, например сопротивление полого ротора);

г) изменение сопротивления обмоток и магнитного сопротивления машины по различным осям под влиянием температуры, насыщения и др.

Изза технологических неточностей при изготовлении тахогенератора (отклонение обмоток В и Г от взаимного перпендикулярного положения, технологические неточности в величине воздушного зазора и толщине полого ротора) в выходной обмотке при скорости ротора, равной нулю, индуктируется некоторая остаточная ЭДС, называемая нулевым сигналом. Нулевой сигнал, обусловленный неточностью взаимного расположения обмоток В и Г, может быть уменьшен, если расположить обмотку возбуждения на внешнем статоре, а выходную обмотку – на внутреннем. Это дает возможность настроить тахогенератор на минимальный нулевой сигнал путем поворота внутреннего статора и установки его в такое положение, при котором остаточная ЭДС выходной обмотки будет минимальной. Другим способом уменьшения нулевого сигнала является включение обмоток статора по мостовой схеме (рис. 5.30).

Рис. 5.30. Мостовая схема включения обмоток асинхронного тахогенератора с компенсирующими элементами.

В этом случае между зажимами В и Г включают компенсирующее устройство, состоящее из емкости C и активного сопротивления R, величины которых подбирают так, чтобы в выходной обмотке индуктировалась минимальная остаточная ЭДС. При настройке тахогенератора стремятся получить минимальный нулевой сигнал при различных положениях ротора.

В идеальном тахогенераторе величина продольного магнитного потока Фd остается неизменной во всех режимах работы машины. В действительности этот поток изменяется при изменении, как скорости вращения, так и тока нагрузки в выходной обмотке. Это происходит по следующим причинам. Под действием потока Фq в элементах полого ротора индуктируется ЭДС вращения и возникают токи, которые распределены относительно осей машины так же, как токи it, создаваемые трансформаторными ЭДС et. При этом в машине появляется добавочная продольная составляющая намагничивающей силы ротора Fd2, изменяющая ток в обмотке возбуждения. В результате изменяется ЭДС:

, (5.7.7) продольный поток и ЭДС Е2 в выходной обмотке. Так как Фq пропорционален скорости вращения ротора, то ЭДС, токи и НС Fd2 будут пропорциональны уже квадрату этой скорости. Следовательно, они будут нелинейно уменьшать магнитный поток Фd и ЭДС ЕГ при увеличении скорости вращения.

При протекании тока нагрузки создается НС Fгq (рис. 5.31а).

В этом случае результирующая НС по поперечной оси, т. е. она будет отличаться от НС на холостом ходе. Кроме того, выходное напряжение тахогенератора под нагрузкой будет меньше, чем при холостом ходе, за счет падения напряжений и :

(5.5.8) Рис. 5.31. Диаграмма пространственных векторов НС и потоков в асинхронном тахогенераторе (а) и векторная диаграмма ЭДС, индуктированных в выходной обмотке (б).

Из выражения для и следует, что погрешность, обусловленная изменением потока Фd и нагрузкой, будет тем большей, чем больше комплексные сопротивления обмоток статора и.

Уравнение выходной характеристики тахогенератора Uвых = f (n) может быть получено путем разложения пульсирующего поля обмотки возбуждения на вращающиеся поля обратной и прямой последовательности:

, (5.7.9) где n относительная скорость вращения ротора;

и – комплексные коэффициенты, зависящие от параметров схемы замещения тахогенератора.

Из этого выражения следует, что для уменьшения погрешности тахогенератора нужно уменьшать Вn2. С этой же целью тахогенераторы выбирают с большой синхронной скоростью, чтобы значение измеряемой скорости не превышало n=0,2….0,3; в связи, с чем они обычно выполняются на повышенную частоту питающей сети (400…500) Гц и с малым числом пар полюсов р.

Величина комплекса, (5.7.10) где r2 – активное сопротивление ротора;



– полное (приведенное) сопротивление обмотки статора.

Следовательно, при заданной нагрузке уменьшение погрешности может быть достигнуто путем увеличения активного сопротивления ротора и уменьшения полного сопротивления статора Z1. Для этой цели в тахогенераторах полый ротор выполняют из материалов с большим удельным электрическим сопротивлением (фосфористая или марганцовистая бронза вместо алюминия) и соответственно увеличивают сечение проводов обмоток статора.

Тахогенераторы большой точности работают при. Поэтому у них уменьшение коэффициента В достигается за счет уменьшения отношения. В идеальном тахогенераторе. (5.7.11) Следовательно, амплитудная погрешность, (5.7.12) а ее относительное значение. (5.7.13) Фазовая погрешность:

, (5.7.14) где Yвых.U и Yвых – фазы выходного напряжения, имеющие место при отсутствии и наличии комплекса В.

Обычно ЭДС EГq, индуктируемая в выходной обмотке поперечным потоком Фq, изменяется приблизительно пропорционально скорости вращения n; ЭДС ЕГd, индуктируемая продольным потоком, изменяется весьма мало. Поэтому при уменьшении n возрастает как амплитудная, так и фазовая погрешности (рис. 5.31б).

Наименьшая амплитудная погрешность имеет место при емкостной нагрузке, наименьшая фазовая – при индуктивной нагрузке.

Для устранения температурной погрешности в тахогенераторах большой точности ротор выполняют из материалов с весьма низким температурным коэффициентом сопротивления или применяют специальную температурную компенсацию.

Основные технические показатели. К числу основных показателей относятся линейность характеристики, ее крутизна, остаточная ЭДС и статический момент трения. Полная погрешность тахогенераторов при максимальной рабочей скорости обычно составляет 0,1…2,5 %. В современных асинхронных тахогенераторах крутизна выходной характеристики лежит в пределах S=(1…10) мВ/(об/мин). Величина остаточной ЭДС E0 не превышает 0,1% от максимального значения выходного напряжения и составляет 25…100 мВ; переменная составляющая ее DЕ0= Е0max Е0min, изменяющаяся при различных положениях ротора не превышает 7 мВ. Статический момент трения, т. е. минимальный момент, при котором начинается вращение ротора Мст = (2…10)104 Нм (2…10 Гсм).

Максимальная рабочая скорость nmax достигает 8000…10000 об/мин; относительная скорость.

Динамические свойства тахогенераторов. Дифференциальное уравнение тахогенератора:

, (5.7.15) где Т – постоянная времени;

Ky – статический коэффициент по напряжению;

угол поворота вала;

Решение уравнения (5.5.13):

, (5.7.16) где – установившееся значение угла поворота.

Передаточная функция тахогенератора:

. (5.7.17) Из этого уравнения, очевидно, что тахогенератор представляет собой инерционное дифференцирующее звено. Постоянная времени Т определяется скоростью протекания электромагнитных процессов в машине, т. е. активными и реактивными сопротивлениями самой машины и ее нагрузки. Электромеханической постоянной времени, обусловленной инерцией полого ротора тахогенератора, обычно пренебрегают.

Литература Костенко М П., Пиотровский Л. М. Электрические машины, Л, “Энергия”, 1973.

Вольдек А. И. Электрические машины, Л, “Энергия”, 1974.

Брускин Д. Э., Зорохович А. Е., Хвостов В. С. Электрические машины и микромашины, М, “Высшая школа”, 1990. Пиотровский Л. М. Электрические машины, Л, “Госэнергоиздат ”, 1963.

Арменский Е. В., Прокофьев П.А., Фалк Г. Б. Автоматизириванный электропривод, М, “Высшая школа”, 1987. Оглавление 1. Расчет магнитный цепей (общие сведения).......................... 1.1. Магнитные цепи c постоянной магнитодвижущей силой............. 1.2. Расчет магнитной цепи постоянного магнита....................... 1.3. Механические усилия в магнитном поле........................... 1.4. Магнитная цепь с переменной магнитодвижущей силой (МДС)....... 1.5. Трансформаторы............................................... 1.5.1. Основные соотношения для однофазного трансформатора................ 1.5.2. Холостой ход трансформатора............................... 1.5.3. Режим нагрузки трансформатора............................. 1.5.4. Эквивалентная схема и параметры приведенного трансформатора. 1.5.5. Режим короткого замыкания трансформатора................... 1.5.6. Падение напряжения в трансформаторе и его КПД.............. 1.5.7. Особенности работы трехфазных трансформаторов.............. 1.5.8. Автотрансформатор........................................ 1.5.9. Измерительные трансформаторы............................. 2. Машины переменного тока....................................... 2.1. Получение кругового вращающегося магнитного поля............. 2.2. Основные принципы выполнения многофазных обмоток............ 2.3. Асинхронная электрическая машина............................ 2.3.1. Пуск в ход асинхронных двигателей................................................. 2.3.2. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей.... 2.4. Асинхронные исполнительные двигатели........................ 2.4.1. Создание вращающегося магнитного поля................... 2.4.2. Пульсирующее поле..................................... 2.4.3. Круговое поле.................................................................................... 2.4.4. Эллиптическое поле..................................... 2.4.5. Требования, предъявляемые к исполнительным двигателям... 2.4.6. Исполнительный двигатель с амплитудным управлением...... 2.4.6.1. Уравнения токов идеализированного двигателя........... 2.4.6.2. Механические характеристики.......................... 2.4.6.3. Регулировочные характеристики...................... 2.4.6.4. Мощности управления и возбуждения................. 2.4.6.5. Механическая мощность.............................. 2.4.7. Исполнительный двигатель с фазовым управлением........... 2.4.7.1. Механические и регулировочные характеристики идеализированного двигателя........................... 2.4.7.2. Мощность управления................................ 2.4.8. Исполнительный двигатель с амплитуднофазовым управлением (конденсаторная схема).......................................... 2.4.8.1. Механические характеристики.......................... 2.4.9. Электромеханическая постоянная времени исполнительных двигателей........................................................................................ 2.4.10. Сравнение исполнительных двигателей при различных методах управления.................................... 3. Синхронные электрические машины............................... 3.1. Общие сведения............................................... 3.1.1. Векторные диаграммы синхронного генератора................ 3.1.2. Электромагнитный момент синхронной машины............... 3.2 Реактивный двигатель........................................... 3.3 Гистерезисный двигатель........................................ 3.4 Синхронные шаговые двигатели.................................. 4. Машины постоянного тока........................................... 4.1. Устройство, принцип действия и электромагнитный момент машины постоянного тока.............................................. 4.2. Реакция якоря машины постоянного тока.......................... 4.3. Коммутация в коллекторных машинах постоянного тока............. 4.4. Генераторы постоянного тока.................................... 4.5. Двигатели постоянного тока...

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 ||










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.