Содержание
Предыдущий § Следующий
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
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 |
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)
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)
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
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, |
'м |
/,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
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, |
1ц |
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
 |
|
|
|