Tahhogeneraatorid — tüübid, seade ja tööpõhimõte

Sõna "tahhogeneraator" pärineb kahest sõnast - kreekakeelsest "tachos", mis tähendab "kiire" ja ladinakeelsest "generaator". Tahhogeneraator on muutuva või konstantse elektrilise mõõtmisega mikromasin, mis on paigaldatud seadme võllile ja teisendab võlli pöörlemiskiiruse hetkeväärtuse elektrisignaaliks, mille parameeter kannab endas informatsiooni pöörlemissageduse kohta.

See parameeter võib olla tekitatud EMF või signaali sageduse väärtus. Tahhogeneraatori väljundsignaali võib suunata visuaalsele näidikule (nt kuvarile) või automaatsele võlli kiiruse reguleerimisseadmele, millel tahhogeneraator töötab.

Tahhogeneraatoreid on mitut tüüpi, olenevalt väljundis genereeritava signaali tüübist: vahelduvpinge- või voolusignaaliga (asünkroonsed või sünkroonsed tahhogeneraatorid) või konstantse signaaliga.

DC tahhogeneraator

Alalisvoolu tahhogeneraator on kollektormasin, mille ergutus on kas püsimagnetitega (enam levinud) või staatoril paikneva põneva mähisega (vähem levinud). Mõõte-emf indutseeritakse tahhogeneraatori rootori mähisele ja osutub täpselt võrdeliseks rootori pöörlemise nurkkiirusega, tegelikult magnetvoo muutumise kiirusega, täpselt kooskõlas elektromagnetilise induktsiooni seadusega.

Väljundsignaal - pinge, mille väärtus on samuti otseselt võrdeline rootori pöörlemise nurkkiirusega - eemaldatakse harjade kaudu kollektorist. Kuna töö hõlmab koguja ja harjad, kulub selline seade kiiremini kui vahelduvvoolu tahhogeneraator. Probleem on selles, et oma töö käigus tekitab harja kogumisseade sellise tahhogeneraatori väljundsignaalis impulssmüra.

Nii või teisiti on DC-tahhogeneraatori väljundsignaaliks pinge, mis raskendab pinge täpset teisendamist kiiruseks, kuna magnetiline läbipaindevoog sõltub magnetite temperatuurist, elektritakistusest kokkupuutepunktis. harjadest koos kollektoriga (mis muutub aja jooksul), lõpuks - püsimagnetite demagnetiseerumisest aja jooksul.

Sellegipoolest on alalisvoolu tahhogeneraatorid mõnel juhul mugavad väljundsignaali esitusviisi jaoks, aga ka selle signaali polaarsuse ümberpööramise loomulikuks nähtuseks vastavalt võlli pöörlemissuuna muutumisele.

Alalisvoolu tahhogeneraatoreid iseloomustab «teisendustegur» St, mis väljendab eemaldatud pinge Uout suhet antud pingele vastavasse pöörlemissagedusse Frot.See parameeter on täpsustatud tahhogeneraatori tehnilises dokumentatsioonis ja seda mõõdetakse millivoltides, mis on korrutatud pööretega minutis. Teades seda parameetrit ja tahhogeneraatori väljundpinget, saate voolu sageduse arvutada järgmise valemi abil:

Sisseehitatud tahhogeneraatoriga elektrimootor:

Asünkroonne vahelduvvoolu tahhogeneraator

Asünkroonsed vahelduvvoolu tahhogeneraatorid on disainilt sarnased asünkroonsete oravpuuriga mootorite jaoks… Siinne rootor on valmistatud õõnsa silindri kujul (tavaliselt vasest või alumiiniumist) ja staatoril on kaks teineteise suhtes täisnurga all paiknevat mähist. Üks staatori mähistest on ergutusmähis, teine ​​on väljundmähis. Ergastuspoolile antakse teatud amplituudi ja sagedusega vahelduvvool ning väljundmähis on ühendatud mõõteseadmega.

Kui orava rootor pöörleb, rikub see perioodiliselt kahe pooli magnetvoogude esialgset ortogonaalsust, magnetväljade pildi moonutamise tagajärjel indutseeritakse väljundmähises perioodiliselt EMF. Kui rootor on paigal, siis ergutuspooli magnetvoogu ei moonutata ja väljundmähises ei indutseerita EMF-i. Siin on genereeritud EMF-i suurus võrdeline võlli pöörlemiskiirusega.

Kuna väljamähisele toidetaval voolul on oma sagedus, mis erineb võlli pöörlemiskiirusest, nimetatakse sellist tahhogeneraatorit asünkroonseks. Muuhulgas võimaldab see konstruktsioon rootori pöörlemissuunda hinnata väljundsignaali faasi järgi — pöörlemissuuna muutmisel pööratakse faas ümber.

Sünkroonne vahelduvvoolu tahhogeneraator

Sünkroonsed tahhogeneraatorid on harjadeta vahelduvvoolumasinad.Rootori magnetiseerimine toimub püsimagneti abil, samal ajal kui staatoril on üks või mitu mähist. Sel juhul on nii väljundsignaali amplituud kui ka selle sagedus võrdelised võlli pöörlemiskiirusega. Kiiruseandmeid saab seega mõõta nii amplituudiväärtuse (amplituudituvastus) kui ka otse sageduse (sagedustuvastus) abil. Sünkroonse tahhogeneraatori väljundsignaali järgi ei saa aga määrata pöörlemissuunda.

Sünkroonse vahelduvvoolu tahhogeneraatori rootor võib olla valmistatud mitmepooluselise magnetina ja anda võlli ühe pöörde jaoks väljundsignaalis mitu impulssi järjest. Sellistel tahhogeneraatoritel koos asünkroonsetega on pikem kasutusiga, kuna neil puudub mehaanilisele kulumisele kalduv harjade kogumisseade.

Sageduse tuvastamine

Kuna sünkroonse tahhogeneraatori väljundsagedus ei sõltu temperatuurist ja muudest teguritest, on sellega sagedusmõõtmised täpsemad. Arvutamine on väga lihtne, piisab, kui teada rootori pooluste paaride arvu p:

Kuid on ka nüanss. Selleks, et arvutuste täpsus oleks piisavalt kõrge, on vaja eraldada aeg, mille jooksul teoreetiliselt võib kiirus juba muutuda, mis tähendab, et impulsside loendamise ajal suureneb mõõtmisviga, mis on kahjulik.

Mõõtmisvea vähendamiseks tehakse rootor mitmepooluseliseks, et arvutused saaks kiiremini tehtud, siis saaks kiiremini järgneda ka juhtimissüsteemi reaktsioon. Ühe pooluse sagedus arvutatakse järgmise valemi abil:

kus N on loetud impulsside arv, T on impulsside loendusperiood

Sünkroonse tahhogeneraatori puhul muutub signaali amplituud sõltuvalt kiirusest, seetõttu on väljundsagedusdetektori projekteerimisel oluline arvestada tahhogeneraatori väljundpingete kogu võimaliku amplituudivahemikuga.

Amplituudi tuvastamine

Sageduse määramise amplituudimeetodiga on sagedusdetektori vooluring lihtsam, kuid siin on oluline arvestada selliste tegurite mõju nagu: temperatuur, mittemagnetilise pilu muutus jne. Mida suurem on sagedus , seda suurem on väljundsignaali amplituud, seetõttu on detektori ahel tavaliselt alaldi ja Madalpääsfilter, kus mV * rpm mõõdetud teisendustegur võimaldab teil määrata sageduse järgmise valemi abil:

Lisaks käesolevas artiklis käsitletud traditsioonilistele tahhogeneraatoritüüpidele kasutatakse kaasaegsetes tehnoloogiates ka impulssandureid. põhineb optronidel, Halli andurid jne Tahhogeneraatorite eeliseks on see, et detektoriga sidudes ei vaja need täiendavaid toiteallikaid. Traditsiooniliste masinatüüpi tahhogeneraatorite puudused hõlmavad halba tundlikkust madalatel kiirustel ja kasutusele võetud pidurdusmomenti.