Асинхронные тахогенераторы

ДатчикиАсинхронные тахогенераторы (АТГ) (рис. 6.3.5, а) имеют статор с пазами, в которых расположена двухфазная обмотка, и немагнитный вращающийся ротор в виде стакана из алюминиевого сплава. Для минимизации воздушного зазора в магнитной системе АТГ внутри стакана ротора устанавливается неподвижный тороидальный сердечник. Две фазные обмотки АТГ располагаются на статоре под углом 90° (рис. 6.3.5, б). Одна из них (обмотка возбуждения ОВ) питается от источника переменного напряжения, а с другой (генераторной обмотки ОГ) снимается выходное напряжение UТГ, амплитуда которого пропорциональна скорости вращения ротора, частота равна частоте питания, а фаза определяет направление вращения ротора АТГ.

Асинхронные тахогенераторы

Рис. 6.3.5 — Асинхронный тахогенератор

При неподвижном роторе пульсирующий магнитный поток ФВ обмотки возбуждения ОВ действует по продольной оси АТГ и трансформаторная ЭДС в генераторной обмотке ОГ, расположенной по поперечной оси АТГ, практически равна нулю. При вращении ротора АТГ в верхней и нижней частях ротора, пересекающих пульсирующий магнитный поток ФВ, наводятся трансформаторная ЭДС и ЭДС вращения, имеющие частоту напряжения питания ОВ. Амплитуда ЭДС вращения пропорциональна произведению магнитного потока ФВ на скорость вращения ротора. Направление ЭДС вращения определится по правилу правой руки: в верхней части ротора ЭДС вращения будет направлена вглубь рисунка, а в нижней части ротора — из глубины рисунка. Под действием переменной ЭДС вращения в короткозамкнутом контуре ротора (показан одним витком) возникает переменный ток, создающий в АТГ поперечный пульсирующий магнитный поток ФГ, индуцирующий в неподвижной генераторной обмотке выходную ЭДС UТГ, амплитуда которой пропорциональна скорости вращения ротора, частота равна частоте напряжения возбуждения, а фаза относительно напряжения возбуждения (в фазе или противофазе) определяет направление вращения.

Ценробежные датчики скорости (ЦДС) относятся к первым в истории автоматическим устройствам. Чувствительным элементом в ЦДС является центробежный маятник в виде шарнирно подвешенных к оси вращения грузов, при вращении оси центробежные силы, преодолевая силы тяжести или натяжения пружин, отодвигают грузы от оси вращения, вызывая подъём нижней подвижной опоры грузов с повышением скорости вращения (рис. 6.3.6, а). Развиваемое в ЦДС усилие подъёма нижней опоры грузов может оказаться достаточным для прямого воздействия на регулирующий орган ОУ (например, на задвижку водовода). Тогда ЦДС могут использоваться в качестве регуляторов прямого действия, осуществляющих, например, стабилизацию скорости вращения водяной турбины. В САУ информация о величине скорости в виде перемещения нижней опоры грузов преобразуется в электрический сигнал с помощью соответствующих датчиков положения.

См. также:  Устройство управления

Асинхронные тахогенераторы

Асинхронные тахогенераторыАсинхронные тахогенераторыАсинхронные тахогенераторыАсинхронные тахогенераторыАсинхронные тахогенераторыРис. 6.3.6 — Центробежный регулятор скорости

и центробежное реле максимальной скорости

Принцип действия ЦДС также используется в центробежных реле максимальной скорости (рис. 6.3.6, б), в которых превышение максимальной скорости вращения приводит к разрыву электрического контакта между зачерненными пластинками, установленными неподвижно на изоляционном диске, вращающемся с контролируемой скоростью. При скорости выше максимальной центробежная сила преодолевает силу натяжения двух пружин и оттягивает грузик, размыкая контакт, что является сигналом о превышении максимальной скорости. Регулированием натяжения пружин с помощью гаек на верхней опоре регулируется величина максимальной скорости размыкания контакта, который выводится от зачерненных пластин через контактные кольца и скользящие щётки.

Импульсные фотоэлектрические ДС устроены аналогично импульсным фотоэлектрическим датчикам положения (рис. 6.2.12). Скорость определяется по частоте импульсов тока фотоприёмника, а направление скорости определяется с помощью разделения импульсов от прямого и обратного направлений вращения (рис. 6.2.13).

Асинхронные тахогенераторы