Асинхронный тахогенератор Советский патент 1983 года по МПК H02K17/42 

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для стабилизации работы асинхронных тахогенераторов, врашаюиихся трансформаторов,других машин этого класса.

Известны асинхронные тахогенератрры, содержащие полый ротор с дополнительной обмоткой обратной связи, размещенной на статоре, ось которой совпадает.с осью обмотки возбуждения, усилителя и источника задающего пе)еменного напряжения. Обмотка возбуждения указанных тахогенераторов питается от усилителя, на вход которого поступает разность напряжений задающего источника и обмотки обратной связи, образуя систему с замкнутой отрицательной обратной связью по потоку возбуждения fl.

При достаточно большом коэффициенте усиления усилителя эти устройства позволяют стабилизировать поток возбуждения тахоген-ератора, а следовательно, и наклон его выходной характеристики, но требуют наличия дополнительной обмотки обратной связи, что усложняет конструкцию.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту являются асинхронные тахогенераторы, содержащие соединенные последовательно источник питания, обмотку возбуждения, 1 .шунт, т| анзистор, а также фазосдвигающий элемент, подключенный параллельно источнику питания и генераторную обмотку С 21Однако в данных тахогенераторах переменный ток в обмотке возбуждения формируется из постоянного тока шунтированием обмотки транзистором, работающим в ключевом режиме, что приводит к, искажению формы выходного напряжения тахогенератора. Кроме того, схема содержит трансформатор, что значительно увеличивает массу устройства,

, Целью изобоетения является снижение пог ешности выходного сигнала асинхронного тахогенератора.

Указанная цель достигается тем, что тахогенератор, содержащий обмотку возбуждения, шунт, транзистор для последовательного, подключения к источнику пита1шя, а также фазосдвиганяций элемент для параллельного подключения усилителем, транзистор выполнен составным из двух комплементарных транзисторов, коллекторы которых подключены к обмотке возбуждения, эмиттеры соединены с шунтом и инвертирующим входом операционного усилителя,. базЫдСоединенн с выходом оиерацисзн-ного усилителя, а неинвертирующий

вход операционного усилителя через фазосдвигающий элемент подключен к источнику питания.

. На чертеже представлена электрическая схема асинхронного тахогенератора.

Предлагаемый тахогенератор содержит генераторную обмотку 1 и обмотку 2 возбуждения, расположенные на статоре ( не показан) полвый

0 ротор 3. Источник 4 питания включен последовательно с комплементарными транзисторами 5 и 6 и шунтом 7. Устройство снабжено также операционным усилителем 8 и фазо5 сдвигающим элементом 9, выполненным на резисторе 10 и конденсаторе 11, подключенным параллельно источнику 4.

Kqллeктopы транзисторов 5 и б

подсоединены к обмотке 2 возбуждения, их эмиттеры - к шунту 7 и инвертирующему входу операционного усилителя 8, базы транзисторов 5 и б подключены к выходу операцион5 него усилителя 8, вход фазОсдвйгающего элемента 9 подсоединен к источ-нику 4 питания, неинвертирующий вход операционного усилителя В соединен с выходом фазосдвигающего элемента 8, а источник 4 питания обмотка 2 возбуждения, транзисторы 5 и б и шунт 7 соединены последовательно.

Тахогенератор работает следующим образом.

5 Источник 4 питания питает обмотку 2 возбуждения переменным напря. жением синусоидальной формы и создает в ней переменный ток, который протекает через коллектор и эмиттер транзисторов 5 и б, каждый из . которых проводит только одну полуволну тока, работая, в активном режиме, при этом другой транзистор оказывается заперт приложенным к

5 нему напряжением обратной поляр- ности. Фазосдвигающее устройство 9, состоящее из резистора 10. и конденсатора 11, обеспечивает необходимый сдвиг по фазе между напряжеQ нием источника4 питания и током возбуждения, подавая на неинвертирунпций вход операционного усилите,ля 8 напряжение, задающее мгновен ное значение тока эмиттера транзисторов. 5 и б. Транзисторы 5 и б

управляются напряжением, поступающим на их базы с выхода операционного усилителя 8, а сигнал отрицательной обратной связи по току возбуждения поступает с шунта 7 на

О инвертирукяций вход усилителя 8.

Стабилизация тока возбуждения осуществляется изменением сопротивления транзисторов 5 и б в случае отклонения тока от заданного значения, при этом форма тока в обмотке

,2 возбуждения остается всегда синуСОЙДЕШЬной, повторяя форму напряжения источника 4 питания. Из этого следует, что предлагаемое.устройство позволяет стабилизировать выходное напряжение тахогйнетэатора, не внося искажений в его форму

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства рассмотрены в сравнении с базовым объектом. В качестве базового объекта принят прототип. В СССР не применяются подобные устройства. Вазовый объект представляет собой асинхронный техогенератор, в которс использовано устройство, обеспечивающее стабилизацию тока возбуждения путем последовательного выпрямления переменного напряжения, стабилизации выпрямленного постоянного тока, а затем формирования из стабилизированного пос тоянного тока переменного тока в обмотке возбуждения при помоьщ транзистора, шунтирующего обмотку. Такой способ формирования переменного тока приводит к значительным искажениям в форме выходного напряжения тахогенератора. Несинусоидальность выходного напряжения тахогенератора означает появление неосновных гармоник, которые не несут полезной

;информации. Это существенный недостаток в некоторых случаях применения тахогенераторов в автоматических устройствах, так как снижается точность при перемножении и суммировании нескольких сигналов либо появляются перегрузки в обмотках управления исполнительных органов.

Предлагаемое устройствообеспечивает стабилизацию выходного напря0жения, позволяет устранить формирование переменного тока из постоянного и тем самым снижает искажения форки выходного сигнала тахогенератора.

5

Кроме того, оно содержит меньшее количество элементов в сравнении с известным тахогенератором: отсутствует, выпрямительный блок, стабилитроны и трансформатор, что . позволяет снизить массу и габариты

0 тахогенератора..

Асинхронные тахогеиераторы широко применяются в качестве датчиков скорости в автоматических устройствах и системах. Применение

5 предлагаемого устройства в уже .существуюкких или вновь проектируемых автоматических системах позволяет повысить качественше показатели каждой конкретной системы в целом

0 без больших капитальных затрат.

АСИНХРОННЫЙ ТАХОГЕНЕРАТОР, содержа11{Ий обмотку возбуждения, шунт, транзистор для последователь, ного подключения к источнику питания, а также фаэосдвиганхдай для параллельного подключеi ния к источнику питания и генераторную обмотку, отличающийся тем, что, с целью снижения погрешности выходного сигнала тахогенератора, он снабжен операционным усилителем, транзистор выполнен составным из двух комплементарных транзисторов, коллекторы которых подключены к обмотке возбуждения, эмиттеры соединены с шунтом и инвертирую111им входом операционного усилителя, базы соединены с выходом операционного усилителя, а неинвертирующий вход операционного усилителя через фазосдвигающий злемент подключен к источнику питания. СО ел ч DO СО