Penjana tacho — jenis, peranti dan prinsip operasi

Perkataan "tachogenerator" berasal dari dua perkataan - dari bahasa Yunani "tachos" yang bermaksud "cepat" dan dari bahasa Latin "penjana". Tachogenerator ialah mesin mikro pengukur elektrik yang berubah-ubah atau malar, yang dipasang pada aci peralatan dan menukar nilai semasa kelajuan putaran aci menjadi isyarat elektrik, parameter yang membawa maklumat tentang kekerapan putaran.

Parameter ini boleh EMF yang dihasilkan atau nilai frekuensi isyarat. Isyarat keluaran daripada penjana tacho boleh disalurkan ke paparan visual (cth paparan) atau ke peranti kawalan kelajuan aci automatik di mana tachogenerator beroperasi.

Penjana tacho terdiri daripada beberapa jenis, bergantung pada jenis isyarat yang dijana pada output: dengan voltan berselang-seli atau isyarat arus (tachogenerator tak segerak atau segerak), atau dengan isyarat malar.

Tachogenerator DC

Tachogenerator DC ialah mesin pengumpul dengan pengujaan sama ada oleh magnet kekal (lebih biasa) atau oleh gegelung menarik (kurang biasa) yang terletak pada statornya. Emf pengukur teraruh pada belitan pemutar tachogenerator dan ternyata berkadar terus dengan kelajuan sudut putaran pemutar, sebenarnya dengan kadar perubahan fluks magnet, mengikut tepat. dengan hukum aruhan elektromagnet.

Isyarat keluaran — voltan yang nilainya juga berkadar terus dengan kelajuan sudut putaran pemutar — dikeluarkan melalui berus dari pengumpul. Memandangkan pekerjaan itu melibatkan pengumpul dan berus, unit sedemikian tertakluk kepada haus yang lebih cepat daripada tachogenerator AC. Masalahnya ialah dalam proses kerjanya, unit pengumpul berus menghasilkan bunyi impuls dalam isyarat keluaran tachogenerator sedemikian.

Satu cara atau yang lain, isyarat keluaran tachogenerator DC adalah voltan, yang menjadikannya sukar untuk menukar voltan dengan tepat kepada kelajuan, kerana fluks pesongan magnet bergantung pada suhu magnet, pada rintangan elektrik pada titik sentuhan. daripada berus dengan pengumpul (yang berubah mengikut masa ), akhirnya — daripada penyahmagnetan magnet kekal dari semasa ke semasa.

Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes tachogenerator DC adalah mudah untuk bentuk perwakilan isyarat keluaran, serta fenomena semula jadi membalikkan kekutuban isyarat ini mengikut perubahan arah putaran aci.

Tachogenerator DC dicirikan oleh «faktor transformasi» St, yang menyatakan nisbah voltan yang dikeluarkan Uout kepada kekerapan putaran Frot sepadan dengan voltan yang diberikan.Parameter ini dinyatakan dalam dokumentasi teknikal untuk tachogenerator dan diukur dalam milivolt didarab dengan putaran seminit. Mengetahui parameter ini dan voltan keluaran dari tachogenerator, anda boleh mengira kekerapan semasa menggunakan formula:

Motor elektrik dengan tachogenerator terbina dalam:

Tachogenerator AC tak segerak

Tachogenerator AC tak segerak adalah serupa dalam reka bentuk untuk motor sangkar tupai tak segerak… Rotor di sini dibuat dalam bentuk silinder berongga (biasanya tembaga atau aluminium), dan stator mengandungi dua belitan yang terletak pada sudut tepat antara satu sama lain. Salah satu belitan stator ialah belitan pengujaan, yang kedua ialah belitan keluaran. Arus ulang alik amplitud dan frekuensi tertentu dibekalkan kepada gegelung pengujaan, dan gegelung keluaran disambungkan ke peranti pengukur.

Apabila rotor tupai berputar, ia secara berkala memecahkan keortogonan awal fluks magnet kedua-dua gegelung, akibat herotan gambar medan magnet, EMF secara berkala teraruh dalam gegelung keluaran. Jika pemutar pegun, maka fluks magnet gegelung pengujaan tidak diherotkan dan tiada EMF teraruh dalam gegelung keluaran. Di sini, magnitud EMF yang dihasilkan adalah berkadar dengan kelajuan putaran aci.

Oleh kerana arus yang dibekalkan ke penggulungan medan mempunyai frekuensinya sendiri, berbeza daripada kelajuan putaran aci, tachogenerator seperti itu dipanggil tak segerak. Antara lain, reka bentuk ini memungkinkan untuk menilai arah putaran pemutar mengikut fasa isyarat keluaran — apabila menukar arah putaran, fasa diterbalikkan.

Tachogenerator AC segerak

Tachogenerator segerak ialah mesin AC tanpa berus.Kemagnetan rotor dicipta oleh magnet kekal manakala satu atau lebih belitan hadir pada stator. Dalam kes ini, kedua-dua amplitud isyarat keluaran dan kekerapannya akan berkadar dengan kelajuan putaran aci. Oleh itu, data halaju boleh diukur dengan nilai amplitud (pengesanan amplitud) dan secara terus mengikut kekerapan (pengesanan frekuensi). Walau bagaimanapun, arah putaran tidak boleh ditentukan daripada isyarat keluaran tachogenerator segerak.

Pemutar tachogenerator AC segerak boleh dibuat dalam bentuk magnet berbilang kutub dan memberikan beberapa denyutan berturut-turut dalam isyarat keluaran untuk satu pusingan aci. Tachogenerator sedemikian, bersama-sama dengan asynchronous, mempunyai hayat perkhidmatan yang lebih lama, kerana ia tidak mempunyai peranti pengumpulan berus yang terdedah kepada haus mekanikal.

Pengesanan kekerapan

Oleh kerana kekerapan keluaran tachogenerator segerak tidak bergantung pada suhu dan faktor lain, pengukuran frekuensi dengannya adalah lebih tepat. Pengiraannya sangat mudah, cukup untuk mengetahui bilangan pasangan kutub p pemutar:

Tetapi ada juga nuansa. Agar ketepatan pengiraan cukup tinggi, adalah perlu untuk memperuntukkan masa yang secara teorinya kelajuan sudah boleh berubah, yang bermaksud bahawa semasa denyutan sedang dikira, ralat pengukuran meningkat, yang berbahaya.

Untuk mengurangkan ralat pengukuran, rotor dibuat berbilang kutub supaya pengiraan dapat dilakukan dengan lebih cepat, maka tindak balas sistem kawalan dapat mengikuti dengan lebih cepat. Untuk satu kutub, kekerapan dikira menggunakan formula berikut:

di mana N ialah bilangan denyutan yang dibaca, T ialah tempoh kiraan nadi

Untuk tachogenerator segerak, amplitud isyarat berubah bergantung pada kelajuan, oleh itu, apabila mereka bentuk pengesan frekuensi keluaran, adalah penting untuk mengambil kira keseluruhan julat kemungkinan amplitud voltan keluaran tachogenerator.

Pengesanan amplitud

Dengan kaedah amplitud untuk menentukan frekuensi, litar pengesan frekuensi akan menjadi lebih mudah, tetapi di sini adalah penting untuk mengambil kira pengaruh faktor seperti: suhu, perubahan dalam jurang bukan magnet, dll. Semakin tinggi frekuensi , lebih besar amplitud isyarat keluaran, oleh itu litar pengesan biasanya merupakan penerus dan Penapis lulus rendah, di mana faktor penukaran diukur dalam mV * rpm membolehkan anda menentukan kekerapan menggunakan formula berikut:

Sebagai tambahan kepada jenis tachogenerator tradisional yang dibincangkan dalam artikel ini, sensor nadi juga digunakan dalam teknologi moden. berdasarkan optocoupler, Penderia dewan dsb. Kelebihan tachogenerator ialah apabila dipasangkan dengan pengesan, ia tidak memerlukan sebarang sumber kuasa tambahan. Kelemahan tachogenerator jenis mesin tradisional termasuk sensitiviti yang lemah pada kelajuan rendah dan tork brek yang diperkenalkan.