2tom202

5. MASZYNY ELEKTRYCZNE 406

Tablica 5.77. Podstawowe dane techniczne niektórych prądnic tachometrycznych prądu stałego produkcji polskiej

Prądnice tachometryczne indukcyjne

Pod względem zasady konstrukcji niczym się one nie różnią od dwufazowych silników wykonawczych o wirniku kubkowym (dwubiegunowych); są tylko daleko dokładniej wykonane pod względem mechanicznym w celu uzyskania w miarę pełnej symetrii magnetycznej.

Uzwojenie stojana umieszczone w żłobkach składa się z dwu identycznych pasm

0    osiach magnetycznych wzajemnie do siebie prostopadłych. Wirnik najczęściej bywa wykonywany jako kubkowy (mały moment bezwładności) z materiału przewodzącego elektrycznie (aluminium manganowe, częściej brąz fosforowy) — o większej od Al rezystywności, rzadziej jako klatkowy. Czasem spotyka się konstrukcje, w których uzwojenie jest rozdzielone na blachow'any rdzeń stojana zewnętrznego i wewnętrznego (w stosunku do kubka wirnika).

Pasmo wzbudzenia jest zasilone napięciem przemiennym U_f o stałej amplitudzie

1    częstotliwości — najczęściej 400-1-500 Hz, zaś pasmo sygnału jest dołączone do zacisków przyrządu pomiarowego lub wzmacniacza o dużej impedancji wejściowej. Przy nieruchomym wirniku strumień wzbudzenia oscylujący w osi podłużnej nie indukuje napięcia w' paśmie sygnału leżącym w osi poprzecznej. W wirniku natomiast powstaje napięcie transformacji wywołujące prąd i strumień oddziaływania — przeciwnie skierowane do strumienia od prądu wzbudzenia. Ustala się pewien strumień wypadkowy podłużny.

W przypadku nadania wirnikowi prądnicy pewnej prędkości Q_r strumień podłużny spowoduje powstanie w wirniku napięcia rotacji o amplitudzie zależnej od tej prędkości i o częstotliwości strumienia podłużnego, czyli o częstotliwości napięcia zasilania. Napięcie to wywoła prąd i strumień wirnika w osi poprzecznej. Strumień ten jest w pełni sprzężony z pasmem uzwojenia sygnału i indukuje w nim napięcie zależne od prędkości obrotowej wirnika o częstotliwości sieci zasilającej pasmo uzwojenia wzbudzenia, przy czym zmiana kierunku wirowania spowoduje zmianę fazy napięcia wyjściowego o n rad.

Udowodniono, że zależność napięcia wyjściowego od prędkości indukcyjnych prądnic tachometrycznych ma postać

a + bQ_r+cQ;

fi.

(5.164)

gdzie: a, b, c — w spółczynniki zależne od wartości i charakteru impedancji obciążenia oraz od parametrów wewnętrznych prądnicy.

Charakterystyka wyjściowa, rysowana zwykle w wartościach względnych, ma więc w ogólnym przypadku przebieg nieliniowy z wyraźnym maksimum (rys. 5.138), ograniczającym (ze względu na jednoznaczność) zakres prędkości roboczych. Zadowalającą liniowość charakterystyki wyjściowej t/_w). = /(fi,) zapewnia dalsze ograniczenie zakresu prędkości roboczych do ok. (0,l-^0,3)v_max.

Jeżeli bada się wpływ charakteru impedancji obciążenia na amplitudę i fazę napięcia wyjściowego, to okazuje się, że przy obciążeniu rezystancyjno-pojcmnościowym można uzyskać dużą niezależność amplitudy od obciążenia, a przy obciążeniu rezystancyj-uo-indukcyjnvm — fazy napięcia wyjściowego (względem napięcia wzbudzenia) od tegoż obciążenia.

O przydatności prądnicy indukcyjnej jako elementu automatyki decydują błędy jej charakterystyki wyjściowej. Oto podstawowe z nich:

— błąd amplitudowy A U — największa, w przedziale 0-rv_v prędkości wirowania, odchyłka amplitudy napięcia wyjściowego od przebiegu liniowego przeprowadzonego przez punkty charakterystyki przy v = 0 i v = v_:V, odniesiona do wartości napięcia w punkcie charakterystyki przy v_v — rys. 5.139; prędkość v(_v, przy której błąd