ТАХОГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Уровень материальной культуры общества во многом зависит от того, как человек использует энергию. Применение пара в промышленности, а также электричества в последние сто лет оказало значительное влияние на социальные отношения. В большинстве развитых стран на человека приходится около 1,1 кВт.ч электроэнергии. Это в сто раз больше той мускульной силы, которая была основной для промышленности и сельского хозяйства на протяжении 200 лет. С полной уверенностью можно утверждать, что уровень технического и культурного развития государства напрямую зависит от количества электроэнергии, потребляемой на человека.

Основы электрических машин и трансформаторов были заложены открытием М. Фарадеем закона электромагнитной индукции. Практическое применение электрических машин началось в 1834 году, когда русский ученый Б.С. Якоби нарисовал чертеж электрической машины - прототипа современного электродвигателя. Практическое применение трансформаторов началось в 1876 году с первого использования трансформатора в качестве источника питания для электрической свечи, изобретенной русским ученым П.Н. Яблочковым. Изобретенный русским инженером М.О. Дриво-Добровольским в 1889 году трехфазный асинхронный двигатель, отличающийся простотой конструкции и высокой надежностью, привел к широкому применению электрических машин в промышленности. К началу XX века были созданы практически все типы современных электрических машин и создана теоретическая база для их применения. С тех пор электрификация промышленности и транспорта развивалась быстрыми темпами.

Тахогенераторы постоянного тока - это машины постоянного тока с возбуждением от независимого магнита или постоянного магнита, работающие в режиме генератора. По конструкции они практически неотличимы от машин постоянного тока.

Тахогенераторы постоянного тока используются для измерения частоты вращения по значению выходного напряжения и для формирования электрического сигнала, пропорционального частоте вращения вала в схеме автоматического управления.

Основными требованиями к тахогенераторам являются: а) линейность выходной характеристики, б) высокая крутизна выходной характеристики, в) малое влияние изменений температуры окружающей среды и нагрузки на выходную характеристику и г) минимальная пульсация коллекторного напряжения.

На рисунке 1 показана схема тахогенератора постоянного тока с электромагнитным (а) и постоянным магнитным возбуждением (б).

При электромагнитном возбуждении обмотка возбуждения КВ подключается к источнику постоянного тока ( на рис. 1). Тахогенератор возбуждается, и если тахогенератор возбужден и якорь вращается с частотой n, то выходом генератора является постоянное напряжение Uв. Уравнение выходной характеристики тахогенератора имеет вид

                                                                                          (1),

где r_а - сопротивление обмотки якоря, Ом; R_н - внутреннее сопротивление прибора, подключенного к тахогенератору, Ом.

Рисунок 1. Принципиальные схемы включения тахогенераторов постоянного тока

Если пренебречь падением напряжения в щеточном контакте ∆Uщ, то

                                                                                           (2)

Из (2) следует, что чем больше сопротивление прибора R_н тем больше крутизна выходной характеристики Сu. Наибольшая крутизна у выходной характеристики, соответствующей режиму холостого хода тахогенератора, когда обмотка якоря разомкнута" (RH = ∞).