17. MASINI ELECTRICE SPECIALE DE C.C.

17.1. TAHOGENERATOARE Sunt masini electrice speciale a caror tensiune la iesire este proportionala cu viteza lor instantanee

de rotatie Ue = KeΩ Dupa principiul lor de functionare, tahogeneratoarele se impart in: - tahogeneratoare de c.c. - tahogeneratoare sincrone - tahogeneratoare asincrone Se folosesc in sisteme automate de reglare ca traductoare de viteza. 17.1.1 Tahogeneratoare de c.c. Sunt construite pe principiul generatoarelor de c.c. si prezinta avantajul lipsei erorilor de faza,

datorita faptului ca tensiunea de iesire nu depinde de caracterul sarcinii. Dupa modul de excitatie se pot imparti in: - tahogeneratoare cu excitatie separata (mai rar utilizate) - tahogeneratoare cu magneti permanenti. Constructiv, rotorul generatoarelor de c.c. este asemanator cu cel al servomotoarelor de acelasi tip.

Pentru imbunatatirea stabilitatii termice, statorul este prevazut cu sunturi magnetice din aliaje a caror permeabilitate magnetica scade cu temperatura. La mersul in gol, tensiunea la bornele tahogeneratorului este egala cu t.e.m.

E0=KΦ0Ω (17.1) si legatura intre tensiune si viteza este liniara (Φ=ct). La mersul in sarcina tensiunea la borne devine:

UA=E-RAIA-∆UP (17.2) unde E = t.e.m. in sarcina, RA- rezistenta infasurarii rotorice, IA- curentul rotoric si ∆Up-caderea de

tensiune la perii. Datorita reactiei indusului t.e.m. E devine: E=E0-K1IAΩ (17.3)

si in consecinta UA=KΦ0Ω-K1IAΩ-RAIA-∆Up (17.4)

Notâ nd cu Rs- rezistenta sarcinii, IA=S

A

R

U relatia de mai sus devine:

R s

RK1

U pKU

A1

0A +Ω

+

∆−ΩΦ= (17.5)

Se observa ca tensiunea de iesire este proportionala cu turatia numai in cazul mersului in gol (Rs=∞; ∆Up=0) câ nd UA=E0=KΦ0Ω.

In consecinta la functionarea in sarcina intervine eroarea:

+Ω+ΩΦ

∆−ΩΦ−=

−=εµ

S

A10

0

0

A0

R

RK1K

U pK1

E

UE (17.6)

Din relatiile erorii se observa ca o parte insemnata din eroare este provocata de caderea de tensiune la perii. Influenta caderii de tensiune la perii ∆Up se manifesta printr-o translatie la dreapta a

caracteristicii de viteza, ceea ce determina in vecinatatea originii axelor de coordonate o anumita „Zona moarta“ in care tensiunea de iesire este practic zero (fig. 17.1).

Fig. 17.1.

Caracteristica de iesire

Fig. 17.2.Forma tensiunii de iesire

Din cauza numarului limitat de lamele de colector tensiunea de iesire a acestor tahogeneratoare nu

este perfect continua (fig.17.2). Se poate defini un coeficient de ondulatie:

m inUm a xU

m inUm a xUK

AA

AA0 +

−= (17.7)

Deoarece aceste ondulatii nu pot fi reduse la zero (lamele multe presupune gabarit mare) la iesirea tahogeneratorului se introduc filtre R.C. care strica intr-o oarecare masura raspunsul dinamic al sistemului.

Alegerea celei mai bune solutii tehnico-economice este legata de avantajele si dezavantajele tahogeneratoarelor mai sus mentionate. Astfel din punctul de vedere al costurilor, tahogeneratoarele sincrone si apoi cele de c.c. sunt cele mai simple si ieftine in timp ce din punct de vedere al acuratetei sunt cele mai putin precise.

Erorile de faza (pentru cele sincrone si asincrone) si de amplitudine ale tahogeneratoarelor se datoreaza urmatoarelor cauze:

– caderea de tensiune interioara si la perii; – reactia indusului; – reactantele circuitului de iesire; – incalzirea masinii, care provoaca cresterea rezistentelor interioare; – imbatrâ nirea si modificarea in timp a caracteristicilor magnetilor permanenti de excitatie.

Pentru tahogeneratoarele utilizate in sisteme mai putin pretentioase se admit erori de ordinul 2%, in cazuri speciale impunâ ndu-se valori sub 1% pentru erorile de amplitudine.

In afara preciziei, tahogeneratoarele mai trebuie sa indeplineasca si alte conditii, dintre care se remarca: absenta parazitilor radiofonici, absenta zgomotelor in timpul functionarii, siguranta in functionare, viteza mare de raspuns, constructie simpla, gabarit si greutate redusa, moment de inertie redus.