Тахогенераторы представляют собой маломощные электрические генераторы постоянного тока мощностью 10— 50 Вт и служат для преобразования частоты вращения в электрические сигналы (напряжение U) в системах автоматики и для измерения частоты вращения валов различных механизмов. На тепловозах с электрической передачей они используются в цепи автоматического регулирования мощности дизеля и в цепи главного генератора.
Как правило, тахогенераторы являются двухполюсными машинами независимого возбуждения или с возбуждением постоянными магнитами генерируют напряжение 3—5 В с частотой вращения до 1000 об/мин и 12—-110 В с частотой вращения до 10 000 об/мин. Точность работы их определяется постоянством сопротивления нагрузки, линейной зависимостью выходного напряжения от частоты вращения якоря U = t (п) и крутизной выходного напряжения, которая выражается в вольтах на 1000 об/мин. Номинальная крутизна выходного напряжения тахогенераторов общего применения около 50 В на 1000 об/мин.
Нагрузкой тахогенераторов являются таховольтметры или цепи обратной связи устройств автоматики, которые потребляют ничтожно малый ток. Нагрузку таких элементов электрических цепей удобно выражать не в амперах, а в омах.
Установим зависимость между выходным напряжением, частотой вращения и нагрузкой тахогенераторов. Согласно выражению (В. 10), ЭДС тахогенератора
где U = 1HRH — выходное напряжение тахогенератора на зажимах нагрузки; RH — сопротивление нагрузки тахогенератора; /н—ток нагрузки тахогенератора. Следовательно,
. (5)
Ввиду ничтожно малого тока якоря тахогенератора можно пренебречь размагничивающим действием реакции якоря и считать магнитный поток Ф = const. Тогда ЭДС Е =
= сепФ = сеп, где се -= сеФ. С учетом этого напряжение из (5)
(6)
где постоянная с объединила все постоянные величины.
Выражение (6.6) представляет собой уравнение прямой, где постоянная с характеризует угол наклона прямой к оси абсцисс, т. е. крутизну характеристики выходного напряжения. Таким образом, при постоянной нагрузке RH сохраняется пропорциональность между выходным напряжением тахогенератора и частотой его вращения, причем чем больше сопротивление нагрузки, тем больше крутизна прямой выходного напряжения.
Практически вследствие реакции якоря и падения напряжения в его цепи линейная зависимость выходного напряжения нарушается, что снижает точность работы тахогенератора. Следовательно, сопротивление нагрузки нужно выбирать как можно больше.
Для иллюстрации сказанного на рис. изображены характеристики зависимости выходного напряжения U.
Для трех различных нагрузок тахогенератора: 2000, 5000 и 10 000 Ом (кривые 1,2 и 3 соответственно). Из рисунка видно, что чем больше Rн, тем круче характеристики, тем более прямолинейной является зависимость напряжения от частоты вращения якоря тахогенератора и тем, следовательно, больше его точность.
