Лабораторная  работа №4

Анализ результатов исследований

Основные требования в отношении точности тахогенератора постоянного тока следующие: 1) линейность выходной характеристики; 2) минимальная асимметрия выходного на­пряжения при изменении направления вращения; 3) малое влияние на выходную характеристику изменения температуры и величины нагрузки; 4) минимум пульсаций напряже­ния на коллекторе.

При уменьшении сопротивления нагрузки зависимость выходного напряжения от частоты вращения отклоняется от линейной. Основные причины нарушения линейности выход­ной характеристики — реакция якоря и падение напряжения в якорной цепи, которые возрастают с увеличением тока на­грузки (при уменьшении R_H). Следовательно, точность ТГ постоянного тока возрастает с увеличением сопротивления нагрузки.

Падение напряжения в щеточном контакте при малых частотах вращения может быть соизмеримо с индуктируtмой в якоре ЭДС. Это приводит к смещению выходной ха­рактеристики, т. е. к образованию зоны нечувствительности (от n=0 до n= n_мин), где выходное напряжение равно нулю.

Границу зоны нечувствительности характеризует частота вращения

N_мин=∆U_щ/(c_EФ).

Для уменьшения зоны нечувствительности применяют мягкие щетки с малым ∆U_щ (например, медно-графитные, серебряно-графитные, а в прецизионных тахогенераторах применяют щетки с серебряными и золотыми напайками). Вследствие неточной установки щеток на геометрической нейтрали, а также за счет смещения их при эксплуатации возникает несимметрия выходного напряжения при изменении направления вращения якоря. У современных ТГ ошиб­ка асимметрии не превышает 1—3%.

Отклонение от линейной зависимости выходного напряжения от частоты вращения связано также с изменением потока возбуждения при изменениях температуры окружающей среды. Особенно чувствительны к влиянию температуры ТГ с электромагнитным возбуждением. В них при изменении температуры обмотки возбуждения меняется ток возбуждения, а следовательно, и поток. Для уменьшения влияния температуры магнитную систему ТГ делают сильно насsщенной. Но это приводит к увеличению размагничивающего действия реакции якоря, а потому в ТГ со сравнительно большими токами в якоре это недопустимо.

В ТГ с постоянными магнитами практически отсутствует влияние температуры окружающей среды на величину магнитного потока постоянных магнитов.

Одной из серьезных погрешностей ТГ постоянного тока являются пульсации выходного напряжения — коллекторные, зубцовые и якорные. Причины возникновения пульсаций вы­ходного напряжения связаны чаще всего с эксцентриситетом и эллиптичностью якоря, неравномерностью частоты враще­ния, остаточным магнетизмом, неоднородностью магнитных свойств материала якоря в разных направлениях, вибрацией щеток и др. Основные средства уменьшения пульсаций в соответствии с характером последних следующие:

1)   для якорных пульсаций — увеличение воздушного зазора, «веерная» сборка пакета, точность изготовления якоря;

2)   для зубцовых — скос пазов, правильный выбор числа пазов и ширины полюсного наконечника, применение магнитных клиньев;

3)   для коллекторных — выбор большого числа коллекторных пластин, надежная конструкция, правильный выбор сорта щеток и уход за ними.

Сравнительная оценка свойств двух типов ТГ постоянно­го тока позволяет выявить следующие преимущества ТГ с постоянными магнитами:

1)    отсутствие источника постоянного тока для возбужде­ния;

2)    меньшие габариты;

3)    отсутствие влияния температуры на магнитный поток.

Сравнивая свойства ТГ постоянного тока и асинхронно­го, следует отметить важное преимущество первого — отсутствие фазовой погрешности. Однако наличие коллектора и щеток снижает точность ТГ постоянного тока. Кроме того, ТГ постоянного тока являются источниками радиопомех и щеточных шумов.