Tacho generatoriai – tipai, įtaisas ir veikimo principas

Žodis „tachogeneratorius“ kilęs iš dviejų žodžių – iš graikų „tachos“, reiškiančio „greitai“, ir iš lotyniško „generatorius“. Tachogeneratorius yra kintamo arba pastovaus elektrinio matavimo mikromašina, montuojama ant įrangos veleno ir paverčia veleno sukimosi greičio esamą reikšmę elektriniu signalu, kurio parametras neša informaciją apie sukimosi dažnį.

Šis parametras gali būti sukurtas EML arba signalo dažnio reikšmę. Išvesties signalas iš tachogeneratoriaus gali būti tiekiamas į vaizdinį ekraną (pvz., ekraną) arba į automatinį veleno greičio reguliavimo įtaisą, kuriame veikia tachogeneratorius.

Tacho generatoriai yra kelių tipų, priklausomai nuo išėjime generuojamo signalo tipo: su kintamos įtampos arba srovės signalu (asinchroniniai arba sinchroniniai tachogeneratoriai), arba su pastoviu signalu.

DC tachogeneratorius

Nuolatinės srovės tachogeneratorius yra kolektoriaus mašina, sužadinama nuolatiniais magnetais (dažniau) arba jaudinančia rite (rečiau), esančia ant jo statoriaus. Matavimo emf yra indukuojamas ant tachogeneratoriaus rotoriaus apvijos ir yra tiesiogiai proporcingas rotoriaus sukimosi kampiniam greičiui, iš tikrųjų magnetinio srauto kitimo greičiui, tiksliai laikantis su elektromagnetinės indukcijos dėsniu.

Išėjimo signalas - įtampa, kurios vertė taip pat yra tiesiogiai proporcinga rotoriaus sukimosi kampiniam greičiui - per šepečius pašalinamas iš kolektoriaus. Kadangi darbas apima kolektorius ir šepečiai, toks blokas greičiau susidėvi nei kintamosios srovės tachogeneratorius. Problema ta, kad savo darbo metu šepečių surinkimo blokas sukuria impulsinį triukšmą tokio tachogeneratoriaus išėjimo signale.

Vienaip ar kitaip, nuolatinės srovės tachogeneratoriaus išėjimo signalas yra įtampa, dėl kurios sunku tiksliai konvertuoti įtampą į greitį, nes magnetinio nukreipimo srautas priklauso nuo magnetų temperatūros, nuo elektros varžos sąlyčio taške. šepečių su kolektoriumi (kuris keičiasi laikui bėgant), galiausiai – nuo ​​nuolatinių magnetų išmagnetinimo laikui bėgant.

Nepaisant to, kai kuriais atvejais nuolatinės srovės tachogeneratoriai yra patogūs išėjimo signalo vaizdavimo formai, taip pat natūraliam šio signalo poliškumo pakeitimo reiškiniui, atsižvelgiant į veleno sukimosi krypties pasikeitimą.

Nuolatinės srovės tachogeneratoriai pasižymi «transformacijos koeficientu» St, kuris išreiškia pašalintos įtampos Uout santykį su sukimosi dažniu Frot, atitinkančiu duotą įtampą.Šis parametras nurodytas tachogeneratoriaus techninėje dokumentacijoje ir matuojamas milivoltais, padaugintais iš apsisukimų per minutę. Žinodami šį parametrą ir tachogeneratoriaus išėjimo įtampą, galite apskaičiuoti srovės dažnį naudodami formulę:

Elektros variklis su įmontuotu tachogeneratoriumi:

Asinchroninis kintamosios srovės tachogeneratorius

Asinchroniniai kintamosios srovės tachogeneratoriai yra panašios konstrukcijos asinchroniniams varikliams su voverės narveliais… Rotorius čia pagamintas iš tuščiavidurio cilindro (dažniausiai vario arba aliuminio), o statoriuje yra dvi apvijos, išdėstytos viena kitai stačiu kampu. Viena iš statoriaus apvijų yra sužadinimo apvija, antroji – išėjimo apvija. Į žadinimo ritę tiekiama tam tikros amplitudės ir dažnio kintamoji srovė, o išėjimo ritė prijungiama prie matavimo prietaiso.

Kai voverės rotorius sukasi, jis periodiškai pažeidžia pradinį dviejų ritinių magnetinių srautų ortogonalumą, todėl dėl magnetinių laukų vaizdo iškraipymo išėjimo ritėje periodiškai sukeliamas EML. Jei rotorius yra nejudantis, tada žadinimo ritės magnetinis srautas nėra iškraipomas ir išėjimo ritėje nesukeliamas EML. Čia sukuriamo EML dydis yra proporcingas veleno sukimosi greičiui.

Kadangi srovė, tiekiama į lauko apviją, turi savo dažnį, kuris skiriasi nuo veleno sukimosi greičio, toks tachogeneratorius vadinamas asinchroniniu. Be kita ko, ši konstrukcija leidžia spręsti apie rotoriaus sukimosi kryptį pagal išėjimo signalo fazę – keičiant sukimosi kryptį fazė apverčiama.

Sinchroninis kintamosios srovės tachogeneratorius

Sinchroniniai tachogeneratoriai yra bešepetės kintamosios srovės mašinos.Rotoriaus įmagnetinimas sukuriamas nuolatiniu magnetu, kai ant statoriaus yra viena ar daugiau apvijų. Tokiu atveju tiek išėjimo signalo amplitudė, tiek jo dažnis bus proporcingi veleno sukimosi greičiui. Todėl greičio duomenis galima išmatuoti ir pagal amplitudės vertę (amplitudės aptikimas), ir tiesiogiai pagal dažnį (dažnio aptikimas). Tačiau sukimosi krypties negalima nustatyti pagal sinchroninio tachogeneratoriaus išėjimo signalą.

Sinchroninio kintamosios srovės tachogeneratoriaus rotorius gali būti pagamintas daugiapolio magneto pavidalu ir išvesties signale duoti kelis impulsus iš eilės vienam veleno apsisukimui. Tokie tachogeneratoriai kartu su asinchroniniais turi ilgesnį tarnavimo laiką, nes juose nėra šepečių surinkimo įtaiso, linkusio į mechaninį nusidėvėjimą.

Dažnio aptikimas

Kadangi sinchroninio tachogeneratoriaus išėjimo dažnis nepriklauso nuo temperatūros ir kitų faktorių, dažnio matavimai juo yra tikslesni. Skaičiavimas labai paprastas, pakanka žinoti rotoriaus polių porų skaičių p:

Tačiau yra ir niuansas. Tam, kad skaičiavimų tikslumas būtų pakankamai didelis, reikia skirti laiką, per kurį teoriškai greitis jau gali kisti, vadinasi, kol skaičiuojami impulsai, matavimo paklaida didėja, o tai yra žalinga.

Norint sumažinti matavimo paklaidą, rotorius daromas daugiapolis, kad būtų galima greičiau atlikti skaičiavimus, tada greičiau sektųsi valdymo sistemos atsakas. Vieno poliaus dažnis apskaičiuojamas pagal šią formulę:

kur N yra nuskaitytų impulsų skaičius, T yra impulsų skaičiavimo laikotarpis

Sinchroniniam tachogeneratoriui signalo amplitudė kinta priklausomai nuo greičio, todėl projektuojant išėjimo dažnio detektorių svarbu atsižvelgti į visą galimą tachogeneratoriaus išėjimo įtampų amplitudės diapazoną.

Amplitudės aptikimas

Taikant dažnio nustatymo amplitudės metodą, dažnio detektoriaus grandinė bus paprastesnė, tačiau čia svarbu atsižvelgti į tokių veiksnių įtaką kaip: temperatūra, nemagnetinio tarpo pokytis ir kt. dažnis , tuo didesnė išėjimo signalo amplitudė, todėl detektoriaus grandinė dažniausiai yra lygintuvas ir Žemo dažnio filtras, kur konversijos koeficientas, išmatuotas mV * rpm, leidžia nustatyti dažnį naudojant šią formulę:

Be šiame straipsnyje aptartų tradicinių tachogeneratorių tipų, šiuolaikinėse technologijose naudojami ir impulsų jutikliai. remiantis optronais, Salės jutikliai tt Tachogeneratorių pranašumas yra tas, kad suporavus su detektoriumi jiems nereikia jokių papildomų maitinimo šaltinių. Tradicinių mašinų tipo tachogeneratorių trūkumai yra prastas jautrumas esant mažam greičiui ir įvestas stabdymo momentas.