Тахогенератор использовать как двигатель

Тахогенератор использовать как двигатель

Тахогенераторы постоянного тока — назначение, применение, преимущества и недостатки

Тахогенератор постоянного тока – устройство электрического образца с небольшой мощностью, работающее по принципу генератора. Возбуждение происходит благодаря наличию постоянных магнитов или независимой обмотки.

Отличается от прочих разновидностей присутствием в корпусе щёточно-коллекторного узла.

Как и любая другая машина, работающая от постоянного тока, схожа со всеми остальными по конструкции. Ключевая отличительная черта – небольшие габариты.

Зачем используется, принцип работы

Генератор тахометра – устройство электромеханического типа. Его напряжение пропорциональное скорости, с которой вращается вал.

Используется для получения сведений о скорости вращения мотора, других вращающихся элементов и в качестве питания тахометра.

Большая часть современных тахогенераторов – элементы, работающие с постоянными магнитами. Как итог, в их конструкции задействуется вращающийся якорь. Один его конец крепится к валу машины с целью измерения скорости вращения ее двигателя.

Так как вращения якоря происходят в фиксированном магнитном поле, этот процесс вызывает напряжение или электродвижущую силу. Ее значение пропорционально скорости вала.

Тахогенератор использовать как двигатель

Схема — устройство тахогенераторов постоянного тока

Клеммы якоря соединены к цепи вольтметра, благодаря чему напряжение преобразуется в значение скорости.

Менее редкий тип устройств – тахогенератор со скользящей крышкой. Его конструкция помимо всего прочего состоит из алюминиевой крышки. Она вращается в статоре с обмоткой.

Сама чашка при этом соединена с валом. Переменный ток подается на одну из обмоток статора, из-за чего вокруг чаши образуются вихревые токи. За счет вращения чаши в другой обмотке статора происходит возникновения пропорционального напряжения.

Область применения

По своей конструкции любой тахогенератор постоянного тока должен обладать несколькими обязательными качествами: быть стабильным в своей работе, точным, надежным, максимально чувствительным и прочным.

Тахогенератор использовать как двигатель

Области применения тахогенераторов постоянного тока

Благодаря им устройства адаптированы под использования в разных отраслях:

  • текстильные машины;
  • подъемные механизмы;
  • машины, создающие бумагу;
  • станки;
  • системы подъемно-транспортного образца;
  • системы дозирования;
  • прокатные станки;
  • линии, где производится стекло;
  • железнодорожная сфера.

Механических вариаций тахогенераторов может быть несколько, как и размеров их корпуса. Эти параметры влияют на их электрические параметры.

Пример: при скорости вращения 1000 об/мин и напряжении до 6 тыс. вольт, при скорости до 12 тыс. об/мин, механизмов с полым валом с подшипниками и без них.

На примере рассмотрим конструкцию и функциональное назначение тахогенератора К10А6-00.

Тахогенератор использовать как двигатель

С его помощью узнают частоту, с которой вращается привод или контролируют скорость разнообразных устройств. Для измерения достаточно узнать уровень электрического тока на входных контактах описываемого устройства.

Еще К10А6-00 создает электроимпульсы управления, использующиеся для систем электрически регулировки. Их значение пропорционально соответствующему параметру выходного напряжения на тахогенераторе.

Сборка К10А6-00 схожа с конструкцией электрических двигателей, работающих на постоянном токе. Для возбуждения ЭДС задействуется подвижно ротор и постоянный магнит.

Когда катушка тахогенератора начинается двигаться в постоянном магнитном поле, результатом становится возникновение тока на ее витках. Величина этого параметра пропорциональна скорости, с которой вращается катушка. Это и есть базовый принцип, использующийся для измерения частоты вращения привода различных механизмов.

Преимущества и недостатки тахогенераторов

Чтобы понимать, с чем может быть сопряжена работа тахогенераторов, следует знать их сильные и слабые стороны.

Достоинства

  • выходной сигнал представлен удобной аналоговой формой, что дает возможность узнать информацию о точном направлении вращения ротора; величина же выходного напряжения задействуется для получения сведений об измеряемой частоте вращения – чем она выше, тем больше частота;
  • несмотря на небольшие габариты и незначительный вес, существенная выходная мощность;
  • широкая область использования;
  • применения вариантов с магнитоэлектрическим типом возбуждения, получаемого от постоянных магнитов, не требует наличия еще одного источника питания с целью возбуждения самого устройства; итог – тахогенератор подходит для решения разносторонних задач технического характера.

Недостатки

  • щелочно-коллекторный узел;
  • срок эксплуатации на фоне прочих типов устройства сравнительно небольшой;
  • если геометрия размещения щеток нарушается, в выходном напряжении отчетливо прослеживается асимметрия;
  • в период, когда ротор вращается, из-за вибрации щеток, неравенства проводимостей на обмотках коллектора, их коммутаций, могут возникнуть незапланированные пульсации, принимающие такое значение, что создают радиопомехи;
  • из-за небольшого выходного сигнала при незначительных вращениях, узнать их точную скорость тахогенераторами постоянного тока невозможно;
  • из-за наличия трущихся деталей могут возникнуть дополнительный механические нагрузки;
  • старения магнитов влияет на их базовые свойства;
  • линейная характеристика измеряемых величин обеспечивается только в небольшом диапазоне частоты вращения; этот недостаток относится к тахогенераторам большинства существующий видов.

Несмотря на обширный перечень слабых сторон, устройство, работающее от постоянного тока, часто применяются для вычисления скорости вращения, на электроприводах, в системах автоматической регулировки.

В завершение остается добавить, что тахогенераторы используются в сугубо специфических отраслях.

Строение вариантов, работающих на постоянном токе, не сильно отличается от привычного всем генератора. Могут быть погрешности относительно точности измерения, но во всем остальном все практически идентично.

Исполнительные двигатели и тахогенераторы постоянного тока

Исполнительные двигатели постоянного тока — маломощные машины, используемые в автоматике и телемеханике, в системах автоматического управления, регулирования и- контроля автоматизированных установок, где они преобразуют электрический сигнал измерительного органа — напряжение управления — в угловое перемещение вала для воздействия на управляющий, регулирующий или контролирующий аппарат. В тех случаях, когда поступающий сигнал недостаточен для приведения в действие исполнительного двигателя, применяют магнитный или полупроводниковый усилитель мощности.

Исполнительные двигатели обычно работают в условиях частых пусков, остановок и реверсов. Они отличаются значительным начальным пусковым моментом и быстродействием. Зависимости вращающего момента и скорости якоря от напряжения управления у них в большинстве случаев близки к линейным.

В зависимости от системы питания цепей двигателя различают исполнительные двигатели с якорным управлением и с полюсным управлением. При якорном управлении обмоткой управления является обмотка якоря, в связи с чем напряжение управления подводят к ее зажимам, а неизменный ток возбуждения обеспечивает независимый источник электрической энергии постоянного напряжения. В случае полюсного управления обмоткой управления служит обмотка возбуждения главных полюсов и напряжение управления подводят к ее зажимам, а напряжение на зажимах якоря, задаваемое независимым источником электрической энергии постоянного напряжения, сохраняется неизменным .

Обычно используют якорное управление. Изменение полярности напряжения управления вызывает противоположное направление вращения якоря.

Исполнительные двигатели постоянного тока изготовляют номинальной мощности от долей ватта до 600 Вт нормальной и специальной конструкций.

Двигатели нормальной конструкции аналогичны машинам постоянного тока общего применения, но отличаются от них тем, что станина с главными полюсами так же, как и якорь, собрана из тонких изолированных друг от друга листов электротехнической стали, что способствует улучшению свойств этих машин в переходных режимах. Кроме того, добавочные полюсы в этих машинах отсутствуют, так как реакция якоря невелика и процессы коммутации вполне удовлетворительны. Поскольку скорость якоря небольшая, вентилятор на валу таких двигателей не предусмотрен.

К двигателям специальной конструкции относятся магнитоэлектрические машины с возбуждением основного магнитного поля с помощью постоянных магнитов, а также малоинерционные машины, отличающиеся конструкцией якоря. К последним относятся: двигатели с полым немагнитным якорем — полым тонкостенным цилиндром из пластмассы с запрессованной обмоткой из медного провода с внутренним неподвижным ферромагнитным магнитопроводом, укрепленным на подшипниковом щите, и менее долговечные двигатели с дисковым якорем — тонким немагнитным диском из керамики, текстолита, стекла, а иногда из алюминия с печатной обмоткой, представляющей совокупность радиально расположенных по обе стороны диска проводников из медной фольги, по которой скользят серебряно-графитные щетки. Названные конструкции отличаются малым моментом инерции якоря, что обеспечивает высокое быстродействие исполнительного двигателя.

Исполнительные двигатели постоянного тока

Масса исполнительных двигателей постоянного тока в 2 — 4 раза меньше, чем масса одинаковых по номинальной мощности исполнительных асинхронных двигателей, а к. п. д. их при номинальной мощности 5. 10 Вт составляет около 0,3 и достигает значения 0,65 и несколько выше для двигателей номинальной мощностью 200 — 300 Вт.

Исполнительные двигатели постоянного тока

Тахогенераторы постоянного тока

Тахогенераторы постоянного тока — машины небольшой мощности, предназначенные для преобразования механической величины в электрический сигнал — выходное напряжение. В частности, их используют для контроля и измерения скорости вала исполнительного устройства, с которым соединен вал тахогенератора, зажимы якоря которого соединены с измерительным прибором. Помимо этого, тахогенераторы применяют в электромеханических счетно-решающих устройствах для выполнения вычислительных операций, а также в устройствах автоматической отработки генерируемых ускоряющих и успокаивающих сигналов.

Тахогенераторы бывают магнитоэлектрические с возбуждением основного магнитного поля с помощью постоянных магнитов и электродинамические с электромагнитным возбуждением, обусловленным М. д. с. обмотки возбуждения, питаемой от независимого источника электрической энергии постоянного напряжения.

Выходное напряжение тахогенератора в режиме холостого хода изменяется линейно в зависимости от скорости якоря, а при нагрузке эта линейность несколько нарушается, причем тем больше, чем меньшим сопротивлением обладает измерительный прибор, присоединенный к зажимам якоря. Все же для каждого тахогенератора существует относительно небольшой диапазон измеряемых скоростей, в пределах которого при определенном достаточно большом сопротивлении измерительного прибора и неизменных условиях цепи возбуждения выходную характеристику можно считать практически линейной.

Схема включения тахогенератора постоянного тока независимого возбуждения

Схема включения тахогенератора постоянного тока независимого возбуждения

Существенный недостаток тахогенераторов постоянного тока — пульсация выходного напряжения из-за незначительного периодического изменения магнитного потока вследствие неравномерности воздушного зазора и неравенства проводимостей якоря в различных радиальных направлениях, в том числе обусловленных зубчатой конструкцией его магнитопровода, а также из-за вибрации щеток, неровностей и эллиптичности коллектора и коммутационных процессов — в значительной мере устранен в тахогенераторе с полым якорем, который устроен так же, как и малоинерционный исполнительный двигатель постоянного тока с аналогичным якорем.

Неточность установки щеток по геометрической нейтрали коллектора тахогенсратора приводит к асимметрии выходного напряжения, т. е. к генерированию двух различных напряжений в обмотке якоря при противоположных направлениях его вращения с одинаковой скоростью. При правильном расположении щеток асимметрия напряжений находится в пределах от 0,3 до 1% номинального напряжения тахогенератора.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Тахогенератор: что это такое и зачем он нужен

Если говорить о том, что такое тахогенератор – это устройства, которые внесли существенную лепту в человеческий прогресс.

В последнее время развитие человечества плотно связывают с освоением энергоисточников, действенностью задействования их. Кроме того, экспертами справедливо подмечено, что уровень развития каждого государства непосредственно зависит от того объема энергии, которая производится.

Автоматизация выдвинула иные, более прогрессивные требования к обратным связям различных механизмов, оборудования. Появление тахогенераторов внесло свою лепту в развитие энергоснабженческих систем.

Тахогенератор. Что это и зачем он нужен?

Поэтому купить тахогенераторы https://energo1.com/catalog/takhogeneratory/ потребуется, если необходимо:

  • измерять частотность вращения;
  • вырабатывать сигналы управления разных типов;
  • решать вопросы дифференцирования, интегрирования для обратной связи по скорости, так далее.

Получаемая возможность реализации всего вышеозначенного функционала вызывает огромный спрос на применение разных видов таких электрических машин в системах автомат-управления, регулировки, прочих.

Узнаем все о таком оборудовании, как работает тахогенератор, так далее.

Что такое тахогенератор

Это маломощные электрогенераторы, имеющие мощность от 10 до 50 Вт. Предназначение их основано на преобразовании вращательной частотности (перемещение механического плана вращением вала) в электрические сигналы (напряжения) в автомат-системах. Так, на тепловозах, имеющих электрическую передачу, оборудование применяется для регулировки мощности в автоматическом режиме.

Устройство являет собой часть электродвигателя, присоединяемого либо монтируемого к валу. Исходящий сигнал агрегата подается либо на специальный прибор автомат-регулирования (управления частотностью вращения вала электродвигателя), либо прибор визуального отображения. Таким образом, можно ответить на вопрос – на чем основан принцип работы тахогенератора.

Тахогенератор — Википедия

Виды тахогенераторов

Такие электромашины существуют: переменного тока (они, в свою очередь, подразделяются на синхронные и асинхронные), а также – тока постоянного.

Тахогенератор постоянного тока

Это маломощные устройства, отличающиеся возбуждением либо от постоянных магнитов, либо электромагнитными независимыми. У таких агрегатов небольшой вес и размеры, при большей выходной мощности нет фазовой погрешности. Задействование их подразумевает эксплуатацию без источника питания для цепи возбуждения.

Асинхронный тахогенератор переменного тока

В схемах автоматики такой тип оборудования имеет функционал, аналогичный устройствам постоянного тока. Асинхронные электромашины также подразделяются на:

  • точные – предназначение – функционирование в интегрирующих/дифференциальных схемах;
  • имеющие меньшую точность, предназначенные для отслеживания скорости в кругах обратной связи.

Асинхронные электрические микромашины называют бесконтактными (в отличие от оборудования постоянного тока, к тому же – менее надежного). То есть, у первых отсутствуют контакты скольжения.

Конструкционно асинхронная электромеханика не отличается от аналогичных двигателей-исполнителей, имеющих полый немагнитный ротор. На статоре у них также располагаются 2 обмотки, сдвинутые на 90 градусов: одна обмотка ОЗ подключается к кругу – это возбуждающая обмотка, со второй (ОГ), имеющей название генераторная (она же исходная), снимается исходящее из измерительного генератора напряжение.

Характеристика такого вида оборудования видоизменяется при наличии непостоянного остаточного магнетизма, изменении насыщения, а также – характера, величины нагрузки, тому подобного. Нестабильность выходной характеристики – частая причина дополнительных погрешностей, вызванных независимыми факторами:

  • остаточного магнетизма;
  • температурными;
  • нагрузочными;
  • так далее.

Рассматриваемый тип тахогенератора обладает рядом положительных характеристик:

  • небольшая инерционность;
  • бесконтактность.

Также такое оборудование отличается высокой надежностью.

А методы борьбы с погрешностями асинхронных электромашин разнообразны. Как правило, большинство сводится к стабилизации частоты, нагрузок, входного напряжения, прочее.

Синхронный тахогенератор переменного тока

Это безколлекторное оборудование, изготовляемое однофазным. Имеет звездообразный ротор, состоящий из постоянных магнитов. Функционирует такой тип устройства с переменной частотностью, поэтому его задействование в простых схемах затруднительно. Применяется такое устройство для приводов механизмов, что имеют малую вращательную скорость.

Зачем нужен тахогенератор

Разберемся, где применяются тахогенераторы. Задействуются они в качестве измеряющих и контролирующих скорость датчиков. Это достаточно информативная электромашина.

Тахогенератор. Что это и зачем он нужен?

Сферами ее применения являются:

  • осциллографирование изменения вращательной скорости валов;
  • обратная связь в системах слежения.

Также задействуется оборудование непосредственно для замеров скорости вращения механизмов, машин.

Резюме

Каким бы ни был тип тахогенератора, каждый из них имеет свои плюсы и недостатки. Поэтому, выбирая оборудование, исходят из определенных условий его функционирования, а также требований со стороны предназначаемого для него автомат-устройства.

Для чего нужен тахогенератор? Мы выяснили, что агрегаты нашли применение в автомат-устройствах, а также – в системах управления в виде безынерционного элемента. Для систем, где величина выхода является углом поворота, такое оборудование выступает «в роли» абсолютного дифференциатора. В электроцепи, к которой оно присоединяется, инерция принимается как дополнительное апериодическое звено.

Тахогенераторы. Виды и устройство. Работа и применение

Тахогенераторы это электрические машины небольшой мощности, которые служат для превращения частоты вращения вала в сигнал электрического тока на выходе. При соединении вала тахогенератора с валом исследуемого агрегата можно получать значение числа его оборотов вращения по имеющемуся значению напряжения на выходе. Эта величина напрямую зависит от числа оборотов рабочего вала.

Виды и устройство

Индукционные, постоянного тока.

Синхронные.

Асинхронные.

Индукционные тахогенераторы

Takhogeneratory induktsionnye

Такие устройства подобны генераторам постоянного тока, имеющим независимое возбуждение с помощью постоянных магнитов. Для них характерно изменение значения передаточного коэффициента. Это возникает вследствие нелинейности сопротивления прилегания щеток. Реагирование якоря образует неравномерную магнитную индукцию в промежутках генератора. Это особенно заметно при незначительной скорости.

Уменьшение нелинейности происходит путем применения омедненных металлизированных щеток. При использовании таких щеток наблюдается незначительное падение напряжения. Нелинейность вследствие реакции якоря уменьшается вследствие понижения скорости и возрастания сопротивления потребителя нагрузки.

На качество функционирования этого устройства влияют погрешности в технологии изготовления и особенности конструкции, включающие в себя:
  • Импульсные перепады напряжения в коллекторе. На них влияет число пластин в устройстве коллектора.
  • Зубчатое устройство якоря.
  • Оборотные пульсации из-за несимметрии воздушных промежутков.

При небольшом числе оборотов вала из-за вышеперечисленных погрешностей возникает искажение сигнала на выходе, снижается частота и увеличивается амплитуда. Это ограничивает нижний предел скорости тахогенератора. Для того, чтобы сделать работу более качественной и сгладить пульсации, в устройстве тахогенератора используют как можно больше количество пластин в коллекторе. А также применяются якоря со специальными пазами, имеющими особенность в устройстве, в них есть скос на 1 деление зуба. За счет этого возрастает воздушный зазор.

Чтобы повысить точность устройства, в тахогенератор устанавливают якорь без пазов. Пульсации снижают путем подключения конденсаторов, которые выступают фильтром высокой частоты.

Синхронные тахогенераторы

Takhogeneratory sinkhronnye

Эти устройства по внешнему виду похожи на маломощный синхронный электродвигатель с магнитным и электрическим возбуждением, имеющие маленький ротор, играющий роль магнита. Для выравнивания частоты и амплитуды, зависящей напрямую от оборотов вращения, применяются выпрямители на основе полупроводниковых приборов.

Такой вид тахогенератора работает с переменной частотой, что затрудняет его использование в простых схемах. Он имеет низкую чувствительность к возможности изменения направления крутящего момента вала электродвигателя. В устройствах тахогенераторов синхронного типа выполняют значительное число пар полюсов, поэтому они используются для приводов механизмов с малой скоростью вращения.

Причины погрешности:
  • Выходное напряжение имеет зависимость от величины сопротивления цепи.
  • Несимметричность воздушного зазора обуславливает появление пульсаций низкой частоты.
  • В магнитном потоке присутствуют пульсации от зубьев.
  • Изменение температуры влияет на параметры машины.

Для нормального функционирования синхронных тахогенераторов подойдут такие же меры и условия, как для электрических устройств постоянного тока. Импульсы напряжения уравниваются путем использования устройства ротора со специальными полюсами, обеспечивающими необходимую ЭДС. Чтобы уменьшить зубцовые пульсации, применяют сглаживающий фильтр.

Из преимуществ синхронных тахогенераторов можно отметить:
  • Устойчивость к вибрациям.
  • Защита от пыли и влаги.
  • Взрывобезопасносная конструкция.
Асинхронные тахогенераторы

Takhogeneratory asinkhronnye

Конструкция асинхронного тахогенератора похожа на устройство 2-фазного исполнительного электродвигателя, имеющего тонкостенный замкнутый ротор. Питание тахогенератора, а точнее его обмотки возбуждения, производится от электросети переменного тока.

Выходная обмотка образует двойную ЭДС. 1-я из них имеет величину переменного тока внутри ротора, 2-я ЭДС – вращения снаружи ротора. 1-я ЭДС образует суммарный магнитный поток под действием токов. При действии 2-й ЭДС токи образуют магнитный поток в катушках тахогенератора – выходы ЭДС.

Амплитуда и частота графика синусоиды сети напрямую зависит от скорости вращения ротора тахогенератора. Для смены направления вращения нужно изменить фазу выхода на противоположную.

Читайте также  Форкамерный двигатель газ 3102 характеристики
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector