Экологичные технологии
Навигация
Библиотека
Скачать Книги
Поиск по сайту

Главная > Справочник по эл.машинам том 2 > 18.1. Тахогенераторы постоянного тока

18.1. Тахогенераторы постоянного тока

РАЗДЕЛ 18

ТАХОГЕНЕРАТОРЫ И ДВИГАТЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРЫ

18.1. Тахогенераторы постоянного тока

18.1.1. Классификация и основные показатели

Тахогенераторы (ТГ) постоянного тока (ТГП) функционально предназначены для преобразования частоты вращения вала в пропорциональное частоте выходное напряжение постоянного тока. Выходное напряжение ТГ используется для дистанционного измерения или индикации частоты вращения исполнительных механизмов и для выработки управляющих сигналов в системах автоматического регулирования. Тахогенераторы постоянного тока бывают с возбуждением от постояиных магнитов и с электромагнитным возбуждением.

Основными показателями, характеризующими функциональные свойства ТГП, являются крутизна, нелинейность, асимметрия, коэффициент пульсации и температурный коэффициент выходного напряжения.

Крутизна выходной характеристики ТГП S определяется как изменение выходного напряжения на единицу частоты вращения ротора.

Нелинейность изменения выходного напряжения Н представляет собой полусумму абсолютных значений наибольшей положительной и наибольшей отрицательной погрешностей выходного напряжения в отдельных точках характеристики. При этом погрешность выходного напряжения AU при некоторой установленной частоте вращения в процентах вычисляется по формуле

Д£/=(£4ых/£/ном-п/лном)-Ю0,

где ивых — выходное напряжение при установленной частоте вращения п; UH0M — выходное напряжение при номинальной частоте вращения ином.

На нелинейность оказывают влияние размагничивающее действие реакции якоря и нелинейный характер изменения переходного сопротивления щеточно-коллекторного узла при изменении тока в обмотке якоря. По этим причинам нелинейность напряжения ТГП зависит от нагрузочного сопротивления — при уменьшении нагрузки нелинейность возрастает.

Падение напряжения на щеточно-кол-лекторном переходе вызывает отрицательное смещение выходной характеристики ТГП

Таблица 18.1. Классы точности тахогенераторов постоянного тока

Показатель

Тахогенераторы

высоко

точные

точные

низкоточные

Класс точности

0,02

0,05

0,1

0,2

0,5

1,0

2,5

Нелинейность изменения выходного напряжения, %, не более Асимметрия выходного напряжения, %, не более

±0,02 ±0,025

±0,05 ±0,05

±0,1 ±0,125

±0,2 ±0,25

±0,5 ±0,5

±1,25

±2,5

на значения Д£/щ, вследствие чего появляется зона нечувствительности от 0 до птп = ДЦщ/S, в пределах которой на выходе ТГП отсутствует напряжение. При изменении направления вращения якоря выходное напряжение ТГП меняет полярность. При этом имеет место неравенство выходных напряжений при разных по направлению и одинаковых по величине частотах вращения — асимметрия выходного напряжения.

Асимметрия выходного напряжения АТ ТГП определяется как отношение абсолютного значения разности выходных напряжений, измеренных при правом и левом направлениях вращения, к сумме этих напряжений при установленном значении частоты вращения ротора. У современных ТГП асимметрия не превышает 0,3 — 1%.

Пульсация Свых складывается из оборотной, полюсной, коллекторной и зубцовой составляющих. Наиболее нежелательными являются низкочастотные пульсации — оборотные и полюсные, частота которых соизмерима с полосой пропускания автоматических систем, что влияет на динамические характеристики систем.

Пиковое значение пульсации или коэффициент пульсации выходного напряжения ТГП определяется в процентах по формуле

Кпул = (ДС/вых/2[/ср)100,

где Д{/Вых — разность между наибольшим и наименьшим значениями выходного напряжения за один оборот; С/ср — среднее значение выходного напряжения, измеренное вольтметром постоянного тока или определенное по осциллограмме.

Зубцовые и коллекторные пульсации могут быть уменьшены на 30 — 50 % включением в цепь генераторной обмотки ем--костных фильтров. При этом следует учитывать, что при емкостях от 0,01 до 0,1 мкФ увеличивается нелинейность С/вых на 10-20%.

Температурный коэффициент выходного напряжения ТГП характеризует максималь-

ное изменение С/вых при изменении температуры на ГС в диапазоне рабочих температур. Эта погрешность относительно мала (не более 0,02-0,04% на 1 °С) и обусловлена только изменением сопротивления обмотки якоря.

Классификация ТГП по точности проводится по значениям нелинейности и асимметрии С/вых в соответствии с табл. 18.1.

Высокоточные ТГП рекомендуется применять в счетно-решающих устройствах и прецизионных скоростных следящих системах, точные — в цепях стабилизации скоростных систем средней точности, низкоточные — в цепях коррекции позиционных следящих систем.

18.1.2. Тахогенераторы ТГП-1, ТГП-1А

Тахогенераторы ТГП-1, ТГП-1 А — коллекторные постоянного тока с зубцовым ротором. Крепление ТГП — за корпус. Режим работы — продолжительный. Масса ТГП-1, ТГП-1А 0,5 кг.

Технические данные ТГП-1 и ТГП-1А приведены в табл. 18.2, габаритные и установочные размеры — на рис. 18.1.

Условия эксплуатации ТГП-1, ТГП-1А

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 10 — 200 ускорение, м/с2..... 60

Ударные нагрузки, м/с2 ... 120

Температура окружающей среды, °С:

ТГП-1........-60-=- +70

ТГП-1А.......-60-=- +80

Относительная влажность воздуха при температуре 20 °С, % 98

Гарантийная наработка, ч:

ТГП-1........ 500

ТГП-1А....... 600

Рис. 18.1. Габаритные и установочные размеры тахогенераторов постоянного тока ТГП-1, ТГП-1А

Таблица 18.2. Технические данные тахогенераторов ТГП-1, ТГП-1А

part8-1.jpg

за корпус, ТГП-5 — за корпус и фланцевое с упорным буртиком. Режим работы — продолжительный. У ТГП-3, ТГП-ЗА и ТГП-5 часть корпуса, на которой размещены выходные клеммы, выполнена из пластмассы.

Основные технические данные тахогене-раторов ТГП-3 и ТГП-5 приведены в табл. 18.3, габаритные и установочные размеры и масса — в табл. 18.4 и на рис. 18.2.

Условия эксплуатации ТГП-3 и ТГП-5

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц:

ТГП-3 (А, Б) .... 10-200

ТГП-3 Д....... 200-2000

ТГП-5....... 1-1000

ускорение, м/с2:

ТГП-3....... 50

ТГП-ЗА (Б)..... 60

ТГП-ЗД....... 200

ТГП-5....... 100

Ударные нагрузки, м/с2:

ТГП-3 (А, Д)...... 120

ТГП-ЗБ....... 50

ТГП-5........ 350

Температура окружающей среды, °С: ТГП-3......-60-+120

ТГП-ЗА.......-60- +90

ТГП-ЗБ(Д), ТГП-5 . . . .-60-+85 Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98

18.1.3. Тахогенераторы ТГП-3 (А, Б, Д), ТГП-5

Тахогенераторы ТГП-3 (А, Б, Д), ТГП-5 — коллекторные постоянного тока с зубцовым ротором. Крепление ТГП-3 —

Таблица

18.3. Технические данные тахогенераторов ТГП-3

и ТГП-5

Тип ТГП

Яном* об/мин

5, мВ/

(об/мин)

Я, %

лт, %

^пул' /о

Дн, кОм

&U/T,

%/°с

л/гр, ю-4

Н м

'г. Ч

ТГП-3

9000

4

0,5

1

10

10

0,04

15

500

ТГП-ЗА

3000

4

5

0,5

10

3

0,04

15

130

ТГП-ЗБ

3500

4

0,5

1

10

10

0,04

20

550

ТГП-ЗД

3000

4

0,5

1

10

10

0,04

40

120

ТГП-5

6000

4

0,2

0,5

5

10

0,04

15

1000

Таблица 18.4. Габаритные и установочные размеры, мм, и масса ТГП-3 и ТГП-5

Тип ТГП

Рис

18 2

rf15

Аю

/,2

Масса, кг

ТГП-3

а

25

27

10

2,5

36

40

11

6,0

0,07

ТГП-ЗА

б

25

27

10

2,5

31

42

11,5

5,85

0,07

ТГП-ЗБ

а

25

27

10

2,5

36

40

11

4,0

0,06

ТГП-ЗД

в

25

28

18

3,8

32

41,5

11

5,8

0,09

ТГП-5

г

25

28

16

2,8

37

48,4

4

10

0,09

part8-2.jpg

Рис. 18.2. Габаритные и установочные размеры тахогенераторов постоянного тока: а - ТГП-3, ТГП-ЗБ, б - ТГП-ЗА, в - ТГП-ЗД, г - ТГП-5

18.1.4. Тахогенератор 2,5ТГП-4

Тахо1енератор2,5ТГП-4 — коллекторный постоянного тока с зубцовым ротором. Крепление ТГП — фланцевое с упорным буртиком и за корпус. Режим работы — продолжительный.

Габаритные и установочные размеры приведены на рис. 18.3, а.

Технические данные тахогенератора 2,5ТГП-4

Номинальная частота вращения,

об/мин..........3000

Крутизна выходного напряжения,

мВ/об-мин~'........ 4

Нелинейность, %....... 1

Асимметрия, %....... 0,5

Коэффициент пульсации, % ... 7 Сопротивление нагрузки, кОм . . 6 Температурный коэффициент выходного напряжения, %/°С . . 0,02 Момент инерции ротора, 10~7кг-м2 5,9 Момент трения статический, Н ■ м 20

Условия эксплуатации тахогенератора 2,5ТГП-4

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 1—2000

ускорение, м/с2..... 100

Ударные нагрузки, м/с2 . . . 400

Рис. 18.3. Габаритные и установочные размеры тахогенератора постоянного тока 2,5ТГП-4 (а)

и ТГП-60 (б)

part8-3.jpgpart8-4.jpg

Температура окружающей среды, °С .........-60ч- +85

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98

Гарантийная наработка, ч . . 200

18.1.5. Тахогенератор ТГП-60

Тахогенератор ТГП-60 — коллекторный постоянного тока с зубцовым ротором. Крепление ТГП — фланцевое с упорным буртиком и за корпус. Режим работы — продолжительный.

Габаритные и установочные размеры ТГП приведены на рис. 18.3,6.

Технические данные тахогенератора ТГП-60

Номинальная частота вращения,

об/мин.......... 1500

Крутизна выходного напряжения,

мВ/(об/мин)........ 60

Нелинейность, %....... 0,1

Асимметрия, %........ 0,2

Коэффициент пульсации, % ... 2,5 Сопротивление нагрузки, кОм . . 6 Температурный коэффициент выходного напряжения, %/°С . . . 0,01 Момент инерции ротора, 10^5 кг • м2 8 Момент трения статический, Н-м 10~2

Условия эксплуатации ТГП-60

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 5 — 3000

ускорение, м/с..... 150

Ударные нагрузки, м/с2 . . . 350 Температура окружающей среды, °С......... -60-=- +70

Относительная влажность воздуха при температуре 35 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . . 500

18.1.6. Тахогенераторы 1,6ТГП-2, 2,5ТГП-6,

2.5ТГП-10, ТП20-6-0Д ТП32-25-0,1,

ТП32-16-2Д ТП50-100-1

Коллекторные тахогенераторы постоянного тока 2,5ТГП-6, ТП32-25-0,1 и ТП32-16-2.5 выполняются с полым ротором, остальные — с зубцовым. Крепление ТП50-100-1 —торцевое и за корпус, остальных — фланцевое с упорным буртиком и за корпус. Режим работы — продолжительный. Тахогенераюр ТП50-100-1 выполнен с углеграфитовым коллектором.

Технические данные тахогенераторов приведены в табл. 18.5, габаритные и установочные размеры и масса — в табл. 18.6 и на рис. 18.4.

Условия эксплуатации тахогенераторов постоянного тока

Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц:

1,6ТГП-2; 2,5ТГП-6 . . 1-3000 ТП20-6-0.5; ТП-32-25-0,1;

ТП32-16-2,5.....1-2000

ТП50-100-1......1-600

ускорение, м/с2:

1,6ТГП-2; 2,5ТГП-6 . . 150 ТП20-6-0,5; ТП32-25-0Д; ТП-16-2,5;ТП5О-1ОО-1 . . 100 Ударные нагрузки, м/с2:

2,5ТГП-10....... 160

остальных (кроме

2,5ТГП-10) типов .... 400 Температура окружающей среды, °С:

1,6ТГП-2;ТП50-100-1. . . -60++85

2,5ТГП-6; ТП20-6-0,5;

ТП32-25-0Д; ТП32-16-2,5 . -60 ч-+70

2.5ТГП-10.......-30+ +50

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98

Рис. 18.4. Габаритные и установочные размеры тахогенераторов постоянного тока 1,6ТГП-2, 2.5ТГП-6, 2,5ТГП-10, ТП20-6-0,5, ТП32-25-0.1, ТП32-16-2,5 (а) и ТП50-100-1 (б)

part8-5.jpg

Таблица 18.5. Технические данные тахогенераторов 1,6ТГП-2, 2,5ТГП-б, 2,5ТГП-10, ТП20-6-0,5, ТП32-25-0Д, ТП32-16-2.5 и ТП50-100-1

Тип ТГП

об/мин

S, мВ/ (об/мин)

я, %

Ат %

^-пул*

%

кОм

ьи/т, 7„/°с

кг м2

м

10~4Нм

мс

ч

1.6ТГП-2

3000

2

0,5

1

7

10

0,04

0,49

5

0,05

300

2,5ТГП-6

6000

6

0,1

0,3

3

10

0,02

6,9

8

0,04

1000

2,5ТГП-10

3000

10

0,5

1

10

6

0,04

8

20

1000

ТГШ-6-0,5

3000

6

1

2

5

10

0,04

0,23

24,5

0,025

2000

ТП32-25-0,1

3000

25

0,1

0,25

5

25

0,02

29,5

49

0,01

2000

ТП32-16-2,5

3000

16

_

5

5

2

_

29,5

49

0,01

2000

ТП50-100-1

1500

100

2,5

2,5

10

0,1

360

270

25

10000

Таблица 18.6. Габаритные и установочные размеры, мм, и масса тахогенераторов постоянного тока 1.6ТГП-2, 2,5ТГП-6, 2,5ТГП-10, ТП20-6-0,5, ТП32-25-0Д, ТП32-16-2,5,

ТП50-100-1

Тип ТГП

Рис 18.4

^30

d\

'31

hi

h

Масса, кг

1.6ТГП-2

а

16

15

14

2,8

40,4

10

10

0,025

2.5ТГП-6

а

25

23

16

2,8

54,5

20

10

0,1

2,5ТГП-10

а

25

23

16

2,5

56

20

10

0,12

ТП20-6-0,5

а

20

18,5

18

2,8

39,7

13

10

0,06

ТП32-25-0,1

а

32

30

25

4

65,6

30

12

0,22

ТП32-16-2.5

а

32

30

25

4

65,6

30

12

0,22

ТП50-100-1

б

50

-

40

5

105

56

14

0,9

18.1.7. Тахогенератор ТГ-2М2

Тахогенератор ТГ-2М2 — бесконтактный постоянного тока с ограниченным углом поворота ротора. Выходная обмотка расположена на статоре, ротор — постоянный магнит. Крепление ТГП — за корпус. Тахогенератор работает в режиме колебательного вращения ротора. Рабочий угол поворота + 50°.

Габаритные и установочные размеры ТГ-2М2 приведены на рис. 18.5.

Технические данные тахогенератора ТГ-2М2

Номинальная частота вращения,

об/мин.......... 2

Крутизна выходного напряжения,

мВ/(об/мин)........ 300

Нелинейность, %....... 12

Момент статического трения,

10"2 Нм......... 5

Масса, кг.......... 1

Условия эксплуатации тахогенератора ТГ-2М2

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц . . .15 — 120 ускорение, м/с? .... 40 Ударные нагрузки, м/с2 . . . 350 Температура окружающей среды, °С ......... -40-=- +75

Относительная влажность воздуха при температуре 40 °С, % 98 Гарантийная наработка, ч . . 2000

Рис. 18.5. Габаритные и установочные размеры тахогенераторов постоянного тока ТГ-2М2

part8-6.jpg

18.1.8. Тахогенераторы ТД

Тахогенераторы ТД — коллекторные постоянного тока с электромагнитным независимым возбуждением. Обозначение выводов обмоток — генераторной — Я1, Я2; возбуждения — Ml, M2. Рабочее положение ТД-101 (102, 102В, 102ОС, 103) - горизонтальное. Выходной конец вала — со шпоночной канавкой. Напряжение возбуждения ПО В; номинальная частота вращения 1500 об/мин. Крепление ТГП — за корпус. Режим работы — продолжительный.

Основные технические данные тахогене-раторов ТД приведены в табл. 18.7, габаритные и установочные размеры и масса — в табл. 18.8.

Таблица 18.7. Технические данные тахогенераторов ТД

Тип ТГП

S, мВ/

(об/мин)

н. %

Лт. %

кОм

ьи/т,

%/°с

ТД-101

23

_

2,5

0,14

0,42

ТД-102

50

1,5

2,5

0,45

0,42

ТД-102В

50

1,5

2,5

0,45

0,42

ТД-103

100

_

2,5

1,2

0,83

ТД-102-ОС

50

1,5

2

22

ТД-104

50

-

2,5

5

Таблица 18.8. Габаритные и установочные размеры, мм, и масса тахогенераторов ТД

Тип

ll4)

</2,

/,2

'.

Масса, кг

ТД-101 (102, 102В, 103)

50

55

28

4

97,7

61,8

6,8

0,7

ТД-102-ОС

96,1

ТД-104

101,7

66,3

7,5

Условия эксплуатации тахогенераторов ТД

Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц:

ТД-10Ц102, 102В, 103) . . 10

ТД-104....... 10-120

ТД-102-ОС..... 5-200

ускорение, м/с2..... 40

Ударные нагрузки, м/с2:

ТД-101(102, 102В, 103) . . 70

ТД-104........ 200

ТД-102-ОС...... 350

Температура окружающей среды, °С:

ТД-101(102, 102В, 103) . . -40-=- +50

ТД-104........ -40+ +80

ТД-102-ОС...... -60+ +70

Относительная влажность воздуха при температуре 20 °С, % 98

Гарантийная наработка, ч:

ТД-101(102, 103, 104) . . 1500

ТД-102В....... 1200

ТД-102-ОС...... 2000

18.1.9. Тахогенераторы ТГ-1, ТГ-2, ТГ-2С

Тахогенераторы ТГ-1, ТГ-2, ТГ-2С— коллекторные постоянного тока с независимым электромагнитным возбуждением. Ток возбуждения 0,3 А. Обозначение выводов обмоток: генераторной — Я1, Я2, возбуждения — Ml, M2. Выходные концы валов могут иметь шпоночную канавку. Рабочее положение ТГП — горизонтальное. Крепление ТГП — за корпус. Режим работы — продолжительный.

Условия эксплуатации тахогенераторов ТГ-1, ТГ-2, ТГ-2С

Вибрационные нагрузки: диапазон частот, Гц:

ТГ-1 и ТГ-2..... 10

ТГ-2С........ 15-20

ускорение, м/с2..... 40

Ударные нагрузки, м/с2:

ТГ-1 и ТГ-2...... 70

Температура окружающей среды, °С.........-40+ +70

Относительная влажность возду-ха, /0.

ТГ-2 и ТГ-2С (при температуре 20 °С)....... 98

ТГ-1 (при температуре 45 °С) 98

Гарантийная наработка, ч:

ТГ-1 и ТГ-2...... 1000

ТГ-2С........ 1500

part8-7.jpg

Таблица 18.9. Технические данные тахогенераторов ТГ-1, ТГ-2, ТГ-2С

Тип

тгп

ИНОМ'

об/мин

S, мВ/

(об/мин)

Я,

%

кОм

М

10 Н м

ТГ-1

по

96

1

1

10

120

ТГ-2

2400

51

1

1

2

100

ТГ-2С

2400

21,2

1

1

2

100

Таблица 18.10. Габаритные и установочные

размеры, мм, и масса тахогенераторов

ТГ-1, ТГ-2, ТГ-2С

Тип

ТГП

/,

d,<

d,

tv

',

Мас-

са,

кг

ТГ-1

_

85

89

8

120

76,5

13

1,79

ТГ-2

9,5

70

74

6

104

59

9,5

1

ТГ-2С

-

70

74

6

104

59

9,5

1

Основные технические данные приведены в табл. 18.9, габаритные и установочные размеры и масса — в табл. 18.10.

18.1.10. Тахогенератор СЛ-121Г

Тахогенератор СЛ-121Г — коллекторный постоянного тока с независимым электромагнитным возбуждением. Обозначение выводов обмоток: генераторной — Я1, Я2; возбуждения — Ml, M2. Рабочее положение вала в пространстве — горизонтальное. Выходной конец вала — со шпоночной канавкой. Крепление — за корпус. Режим работы — продолжительный.

Габаритные и установочные размеры тахогенератора СЛ-121Г показаны на рис. 18.6.

Рис. 18.6. Габаритные и установочные размеры тахогенератора постоянного тока СЛ-121Г

Технические данные тахогенератора СЛ-121Г

Напряжение возбуждения, В . . ПО

Потребляемый ток, А..... 0,09

Номинальная частота вращения,

об/мин.......... 3000

Крутизна выходного напряжения,

мВ/(об/мин)........ 16

Нелинейность, %....... 3

Асимметрия, %........ 3

Сопротивление нагрузки, кОм . . 2 Момент статического трения,

10~4 Н-м......... 58,8

Масса, кг.......... 0,45

Условия эксплуатации тахогенератора СЛ-121Г

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот, Гц ... 10

Ударные нагрузки, м/с2 . ... 70

Температура окружающей среды, °С.........—40-=- +50

Относительная влажность воздуха при температуре 20 °С, % 98

Гарантийная наработка, ч . . . 1500