книги / Электротехнические устройства радиосистем

utne падение напряжения в сопротивлениях этих обмоток и вызыва­ ющие электромагнитное воздействие, изменяющее магнитный поток полюсов.

Врезультате падения напряжения и

тором.

Помимо требования линейности выходной характеристики и по­ стоянства фазы выходного напряжения, к тахогенераторам предъ­ являются такие требования, как быстродействие, отсутствие радиопомех, бесшумность работы, надежность, простота устройства, ма­ лые размеры и др.

В качестве тахогенераторов применяются машины как постоян­ ного, так и переменного тока. Основным достоинством тахогенерато­ ров постоянного тока является полное отсутствие фазовой погреш­ ности выходного напряжения и влияния рода нагрузки (активная и реактивная) на форму выходной характеристики.

К недостаткам тахогенераторов постоянного .тока относятся сложность конструкции, наличие скользящего контакта между кол­ лектором и щетками, высокая стоимость и др.

Устройство тахогенераторов постоянного тока подобно устрой­ ству обычной машины. Находят применение тахогенераторы с воз­ буждением от постоянных магнитов и с электромагнитным возбуж­ дением от независимого источника постоянного тока. Тахогенераторы с постоянными магнитами не требуют постороннего источника посстоянного тока, и, следовательно, в них отсутствуют погрешности изза нестабильности напряжения постороннего источника и изменения температуры обмотки возбуждения, которые неизбежны при электро­ магнитном возбуждении. Однако магнитные свойства постоянных магнитов могут изменяться со временем, что приводит к изменению характеристик устройства.

Тахогенераторы переменного тока могут быть синхронными и асинхронными. Схема синхронного тахогенератора изображена на рис. 4-21. Сердечник статора набран из листовой электротехнической стали, на внутренней окружности сердечника имеются пазы, в кото­ рых помещены проводники обмотки статора. Ротор представляет собой дискообразный магнит с несколькими чередующимися полю­ сами. При вращении ротора постоянный магнитный поток полюсов

индуктирует в обмотке статора э. д. с., действующее значение кото* рой равно:

вращения ротора. При этом реактивная (индуктивная и емкостная) составляющая сопротивления нагрузки и индуктивное сопротивление обмоток самой машины будут также изменяться, что приводит к нелинейности выходной характеристики. Поэтому, несмотря на про­

той. Вторая фаза обмотки статора (выходная) замкнута на сопро­ тивление нагрузки. Выходное напряжение Un изменяется по вели­ чине пропорционально скорости вращения ротора при неизменной частоте, равной частоте тока в обмотке управления, т. е. частоте тока питающей сети. При неподвижном роторе (рис. 4-23,а) пере­ менное магнитное поле, возбужденное током в фазе управления, индуктирует в роторе трансформаторную э. д. с. Ed, пропорциональ­ ную частоте >и магнитному потоку ( £ d ~ / #<Dd). (Под действием этой трансформаторной э. д. с. в роторе возникают токи Id, которые в левой половине ротора имеют одно направление, а в правой поло­ вине— другое. Токи ротора Id создают магнитное поле, направлен­ ное по оси фазы управления, причем намагничивающие силы обмот­ ки фазы управления и ротора почти полностью взаимно скомпен­ сированы (Fy+iFd^O), как в обычном трансформаторе. Так как ось магнитного поля ротора перпендикулярна оси фазы выходной обмотки статора и не сцеплена с ее витками, то выходная э. д. с. будет равна нулю. При вращении ротора в нем также индуктиру­ ются трансформаторные э. д. с. переменным магнитным полем об­ мотки управления. Магнитное поле токов ротора от трансформатор­

стенками ротора магнитных линий поля статора. Так как в любой момент времени верхняя половина ротора находится под полюсом одной полярности, а нижняя половина — под полюсом другой поляр­ ности, то как э. д. с. вращения, так и токи / д, вызванные ими в ро­ торе, в верхней и нижней половинах ротора имеют противоположные направления. Намагничивающая сила роторов Fq при этом окажется

Рис. 4-23. Схема работы асинхронного тахо-гене- ратора.

пропорциональна скорости вращения и магнитной индукции, изменя­ ющейся во времени с частотой тока питающей сети.

4-10. Э Л ЕКТР О М А Ш И Н Н Ы Й УС И Л И ТЕ Л Ь

Электромашинный усилитель (ЭМУ) представляет собой компенсированную машину с поперечным магнитным полем возбуж­ дения. Такие «машины, получившие широкое распространение в каче­ стве усилителей мощности, применяются либо в качестве генерато­ ров, питающих исполнительные двигатели небольшой мощности, либо в качестве возбудителя в системах автоматического управле­ ния агрегатами большой мощности.

Усилителем мощности является любой генератор независимого возбуждения, так как мощность на выходе его (в цепи якоря) всег­ да много больше мощности на входе (в цепи обмотки возбуждения). Для увеличения коэффициента усиления можно использовать два генератора независимого возбуждения различной мощности, якоря которых находятся на одном валу и приводятся во вращение одним первичным двигателем (рис. 4-24). Мощность на входе такого уси­ лителя Рпх затрачивается на создание магнитного потоков первом генераторе, а мощность Pi, вырабатываемая этим генератором, рас­ ходуется на возбуждение второго генератора. Мощность на выходе двухмашинного услителя Рпыь вырабатываемая вторым генерато-

ром, Мо&ет быть Получена во мНОЬэ раз большей мощности на еРо

входе. Коэффициент усиления такого усилителя равен:

-В ЭМУ усиление осуществляется также в две ступени, но при этом два генератора независимого возбуждения совмещаются в од­

чается к источнику электрической энергии, от которого получает сиг­

/ 2 и, следовательно, основной .магнитный поток создается почти без дополнительного расхода меди в обмотке якоря.

Коммутация тока под короткозамкнутыми щетками 1—/' про­ текает благоприятно, так как ток Л значительно меньше номиналь-

Рис. 4-27. Принцип действия электромашинного уси­ лителя.

ного тока. Щетками 2—2' осуществляется коммутация нагрузочного тока усилителя. Для обеспечения надежной коммутации по про» дольной оси рабочих щеток 2—2' устанавливаются дополнительны^ полюсы.

Работа усилителя протекает следующим образом. 'При увеличе» нии мощности на входе (при увеличении тока в обмотке управле» ния) увеличится магнитный поток Фь что вызовет увеличение ка^ э. д. с. Ей «так и тока */1 в цепи короткозамкнутых щеток 1—V Увеличение тока Л вызывает увеличение потока Ф2, вследствие чего увеличатся как э. д. с. £ 2, так и ток / 2 в цепи рабочих щеток 2—2 \ т. е. мощность на выходе усилителя увеличится. При этом незначи» тельные приращения мощности на входе вызывают значительно большие приращения мощности на выходе. Коэффициент усилении ЭМУ достигает значений 104—105.

•Внешние характеристики ЭМУ (рис. 4-28), представляющие за» висимости напряжения на выходе от тока нагрузки / 2 при по»

стояпных скорости вращения и намагничивающей силы обмотки управления, имеют различный вид. в зависимости от степени ком­ пенсации продольного поля реакции якоря. При полной компенса­ ции (НС компенсационной обмотки равна и противоположна про­

обходимость в различных внешних характеристиках. Для этого ком­ пенсационная обмотка выполняется с избыточным числом витков (ЭМУ перекомпенсированный) и шунтируется регулируемым сопро­ тивлением, которое позволяет получить нужную внешнюю характе­ ристику.

4-11. ГЕНЕРАТОРЫ ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТЫ

Генераторы повышенной частоты применяются в передвижных электростанциях, в радиолокационных, самолетных и судовых устройствах, в медицинских и лабораторных установках и т. д. По­ вышение частоты дает возможность уменьшить вес и габариты уста­ новки за счет уменьшения веса обмоточных проводов и стали, ис­ пользуемой для ‘магнитных цепей различных электромагнитных устройств.

Генераторы повышенной частоты большей частью выполняются однофазными. В качестве первичных двигателей применяются дви­ гатели постоянного или переменного тока, а также двигатели внут­ реннего сгорания.

Нормальный тип синхронной машины применяется при частотах от 100 до 500 гцw При более высоких частотах этот тип машины непригоден, о чем можно сделать вывод из основных соотношений, относящихся к ней. Частота изменения э. д. с. обычной синхронной машины определяется следующим выражением:

где р — число пар полюсов; п — число оборотов ротора в минуту. Для повышения частоты надо увеличить либо скорость вра­

щения ротора, либо число полюсов.

Число оборотов ротора ограничивается предельно допустимой для выбранного материала ротора окружной скоростью. Увеличение числа полюсов ведет к уменьшению полюсного деления т, и для больших частот полюсное деление становится очень малым, что затрудняет выполнение обмотки возбуждения и значительно увели­ чивает магнитное рассеяние.

Достоинством синхронной машины нормального типа является большой диапазон изменения магнитного потока, сцепленного с вит­ ками обмотки статора. Этот .магнитный поток изменяется от +Фмакс до —Фмакс, и, следовательно, полное изменение магнитного потока

равно:

— “Ь Ф мат ( Фмаки) — 2Фмак>

Большой диапазон изменения магнитного потока дает возмож­ ность уменьшить число витков обмотки статора. При более высоких частотах применяются генераторы индукторного типа, которые из­ готовляются в виде двух основных конструктивных форм: генерато­ ры двухстаторные с магнитным полем, замыкающимся вдоль оси машины (постояннополюсные), и генераторы с магнитным полем, замыкающимся в плоскости, перпендикулярной оси машины (пере­

Как видно из чертежа, ротор не имеет обмотки. Обмотка ста­

ротор и станина могут быть выполнены сплошными.

В обмотке переменного тока создание э. д. с. происходит за счет того, что магнитный поток, пронизывающий зубец статора, претер­ певает изменение от наибольшего значения Ф ма кс в момент, когда под центром катушки (или зубца) находится зубец ротора, до наи­ меньшего значения Ф Мин в момент, ксгда под центром катушки на­

ходится паз (впадина) ротора. Зубцы статора, так же как и об-