Tacho generators — mga uri, aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo

Ang salitang "tachogenerator" ay nagmula sa dalawang salita - mula sa Griyegong "tachos" na nangangahulugang "mabilis" at mula sa Latin na "generator". Ang tachogenerator ay isang variable o pare-parehong electric measuring micro machine, na naka-mount sa baras ng kagamitan at binago ang kasalukuyang halaga ng bilis ng pag-ikot ng baras sa isang de-koryenteng signal, ang parameter kung saan nagdadala ng impormasyon tungkol sa dalas ng pag-ikot.

Ang parameter na ito ay maaaring nabuo ang EMF o ang frequency value ng signal. Ang output signal mula sa tachogenerator ay maaaring ibigay sa isang visual na display (hal. isang display) o sa isang awtomatikong shaft speed control device kung saan gumagana ang tachogenerator.

Ang mga tacho generator ay may ilang uri, depende sa uri ng signal na nabuo sa output: na may alternating boltahe o kasalukuyang signal (asynchronous o synchronous tachogenerators), o may pare-parehong signal.

DC tachogenerator

Ang DC tachogenerator ay isang collector machine na may excitation alinman sa pamamagitan ng permanent magnets (mas karaniwan) o sa pamamagitan ng isang exciting coil (hindi gaanong karaniwan) na matatagpuan sa stator nito. Ang pagsukat ng emf ay na-induce sa rotor winding ng tachogenerator at lumalabas na direktang proporsyonal sa angular na bilis ng pag-ikot ng rotor, sa katunayan sa rate ng pagbabago ng magnetic flux, sa eksaktong alinsunod na may batas ng electromagnetic induction.

Ang output signal - isang boltahe na ang halaga ay direktang proporsyonal din sa angular na bilis ng pag-ikot ng rotor - ay inalis sa pamamagitan ng mga brush mula sa kolektor. Dahil may kinalaman ang trabaho kolektor at mga brush, ang nasabing yunit ay napapailalim sa mas mabilis na pagsusuot kaysa sa isang AC tachogenerator. Ang problema ay na sa proseso ng trabaho nito, ang brush-collecting unit ay bumubuo ng impulse noise sa output signal ng naturang tachogenerator.

Sa isang paraan o iba pa, ang output signal ng DC tachogenerator ay isang boltahe, na ginagawang mahirap na tumpak na i-convert ang boltahe sa bilis, dahil ang magnetic deflection flux ay nakasalalay sa temperatura ng mga magnet, sa electrical resistance sa punto ng contact ng mga brush na may kolektor (na nagbabago sa oras ), sa wakas - mula sa demagnetization ng mga permanenteng magnet sa paglipas ng panahon.

Gayunpaman, sa ilang mga kaso ang mga tachogenerator ng DC ay maginhawa para sa anyo ng representasyon ng signal ng output, pati na rin ang natural na kababalaghan ng pag-reverse ng polarity ng signal na ito alinsunod sa pagbabago sa direksyon ng pag-ikot ng baras.

Ang mga DC tachogenerator ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang «transformation factor» St, na nagpapahayag ng ratio ng inalis na boltahe Uout sa dalas ng pag-ikot ng Frot na naaayon sa ibinigay na boltahe.Ang parameter na ito ay tinukoy sa teknikal na dokumentasyon para sa tachogenerator at sinusukat sa millivolts na pinarami ng mga rebolusyon bawat minuto. Alam ang parameter na ito at ang output boltahe mula sa tachogenerator, maaari mong kalkulahin ang kasalukuyang dalas gamit ang formula:

Electric motor na may built-in na tachogenerator:

Asynchronous AC tachogenerator

Ang mga asynchronous AC tachogenerator ay magkatulad sa disenyo para sa mga asynchronous na squirrel-cage na motor… Ang rotor dito ay ginawa sa anyo ng isang guwang na silindro (karaniwan ay tanso o aluminyo), at ang stator ay naglalaman ng dalawang paikot-ikot na matatagpuan sa tamang mga anggulo sa isa't isa. Ang isa sa mga windings ng stator ay ang paikot-ikot na paggulo, ang pangalawa ay ang paikot-ikot na output. Ang isang alternating current ng isang tiyak na amplitude at frequency ay ibinibigay sa excitation coil, at ang output coil ay konektado sa pagsukat ng aparato.

Kapag umiikot ang squirrel rotor, pana-panahong sinisira nito ang paunang orthogonality ng magnetic fluxes ng dalawang coils, bilang resulta ng pagbaluktot ng larawan ng magnetic field, ang isang EMF ay pana-panahong na-induce sa output coil. Kung ang rotor ay nakatigil, kung gayon ang magnetic flux ng excitation coil ay hindi nasira at walang EMF ang na-induce sa output coil. Dito, ang magnitude ng nabuong EMF ay proporsyonal sa bilis ng pag-ikot ng baras.

Dahil ang kasalukuyang ibinibigay sa field winding ay may sariling dalas, naiiba sa bilis ng pag-ikot ng baras, ang naturang tachogenerator ay tinatawag na asynchronous. Sa iba pang mga bagay, ginagawang posible ng disenyo na ito na hatulan ang direksyon ng pag-ikot ng rotor sa pamamagitan ng phase ng output signal - kapag binabago ang direksyon ng pag-ikot, ang phase ay nababaligtad.

Kasabay na AC tachogenerator

Ang mga synchronous tachogenerator ay mga brushless AC machine.Ang magnetization ng rotor ay nilikha ng isang permanenteng magnet habang ang isa o higit pang mga windings ay naroroon sa stator. Sa kasong ito, ang parehong amplitude ng output signal at ang dalas nito ay magiging proporsyonal sa bilis ng pag-ikot ng baras. Ang data ng bilis ay maaaring masukat pareho sa pamamagitan ng amplitude value (amplitude detection) at direkta sa pamamagitan ng frequency (frequency detection). Gayunpaman, ang direksyon ng pag-ikot ay hindi matukoy mula sa output signal ng synchronous tachogenerator.

Ang rotor ng isang kasabay na AC tachogenerator ay maaaring gawin sa anyo ng isang multipole magnet at magbigay ng ilang mga pulse sa isang hilera sa output signal para sa isang rebolusyon ng baras. Ang ganitong mga tachogenerator, kasama ang mga asynchronous, ay may mas mahabang buhay ng serbisyo, dahil wala silang kagamitan sa pagkolekta ng brush na madaling kapitan ng mekanikal na pagsusuot.

Deteksyon ng dalas

Dahil ang dalas ng output ng isang kasabay na tachogenerator ay hindi nakasalalay sa temperatura at iba pang mga kadahilanan, ang mga pagsukat ng dalas kasama nito ay mas tumpak. Ang pagkalkula ay napaka-simple, sapat na upang malaman ang bilang ng mga pares ng poste p ng rotor:

Ngunit mayroon ding isang nuance. Upang ang katumpakan ng mga kalkulasyon ay maging sapat na mataas, ito ay kinakailangan upang maglaan ng oras kung saan ang teoretikal na bilis ay maaaring magbago, na nangangahulugan na habang ang mga pulso ay binibilang, ang error sa pagsukat ay tumataas, na nakakapinsala.

Upang mabawasan ang error sa pagsukat, ang rotor ay ginawang multi-pole upang ang mga kalkulasyon ay maaaring gawin nang mas mabilis, pagkatapos ang tugon ng control system ay maaaring sumunod nang mas mabilis. Para sa isang poste, ang dalas ay kinakalkula gamit ang sumusunod na formula:

kung saan ang N ay ang bilang ng mga pulso na nabasa, ang T ay ang panahon ng bilang ng pulso

Para sa isang kasabay na tachogenerator, ang amplitude ng signal ay nagbabago depende sa bilis, samakatuwid, kapag nagdidisenyo ng output frequency detector, mahalagang isaalang-alang ang buong posibleng hanay ng mga amplitude ng mga boltahe ng output ng tachogenerator.

Pagtukoy ng amplitude

Sa paraan ng amplitude ng pagtukoy ng dalas, ang circuit ng frequency detector ay magiging mas simple, ngunit narito mahalagang isaalang-alang ang impluwensya ng mga kadahilanan tulad ng: temperatura, pagbabago sa di-magnetic na puwang, atbp. Mas mataas ang frequency , mas malaki ang amplitude ng output signal, samakatuwid ang detector circuit ay karaniwang isang rectifier at Low pass filter, kung saan binibigyang-daan ka ng conversion factor na sinusukat sa mV * rpm na matukoy ang dalas gamit ang sumusunod na formula:

Bilang karagdagan sa mga tradisyunal na uri ng mga tachogenerator na tinalakay sa artikulong ito, ginagamit din ang mga pulse sensor sa mga modernong teknolohiya. batay sa mga optocoupler, Mga sensor ng hall atbp. Ang bentahe ng mga tachogenerator ay kapag ipinares sa isang detektor, hindi sila nangangailangan ng anumang karagdagang pinagmumulan ng kuryente. Kabilang sa mga disadvantages ng tradisyonal na machine-type tachogenerators ang mahinang sensitivity sa mababang bilis at ipinakilala ang braking torque.