Тахо генератори — врсте, уређаји и принципи рада

Реч „тахогенератор“ потиче од две речи – од грчке „тацхос“ што значи „брз“ и од латинске „генератор“. Тахогенератор је променљива или константна електрична мерна микро машина, која се монтира на осовину опреме и претвара тренутну вредност брзине ротације вратила у електрични сигнал, чији параметар носи информацију о фреквенцији ротације.

Овај параметар може бити генерисани ЕМФ или вредност фреквенције сигнала. Излазни сигнал из тахогенератора се може послати на визуелни дисплеј (нпр. дисплеј) или на уређај за аутоматску контролу брзине вратила на коме тахогенератор ради.

Тахогенератори су неколико типова, у зависности од врсте сигнала који се генерише на излазу: са наизменичним напонским или струјним сигналом (асинхрони или синхрони тахогенератори), или са константним сигналом.

ДЦ тахогенератор

ДЦ тахогенератор је колекторска машина са побудом или трајним магнетима (чешће) или узбудљивим калемом (ређе) који се налази на његовом статору. Мерна емф се индукује на намотају ротора тахогенератора и испоставља се да је директно пропорционална угаоној брзини ротације ротора, заправо брзини промене магнетног флукса, у тачном складу са законом електромагнетне индукције.

Излазни сигнал — напон чија је вредност такође директно пропорционална угаоној брзини ротације ротора — уклања се кроз четке са колектора. Пошто посао укључује колектор и четке, таква јединица је подложна бржем хабању од тахогенератора наизменичне струје. Проблем је у томе што у процесу свог рада јединица за сакупљање четкица ствара импулсни шум у излазном сигналу таквог тахогенератора.

На овај или онај начин, излазни сигнал ДЦ тахогенератора је напон, што отежава прецизно претварање напона у брзину, јер магнетни флукс отклона зависи од температуре магнета, од електричног отпора у тачки контакта. четкица са колектором (што се мења са временом), коначно — од демагнетизације перманентних магнета током времена.

Ипак, у неким случајевима ДЦ тахогенератори су погодни за облик репрезентације излазног сигнала, као и природни феномен обрнута поларитета овог сигнала у складу са променом смера ротације вратила.

Тахогенераторе једносмерне струје карактерише «фактор трансформације» Ст, који изражава однос уклоњеног напона Уоут и фреквенције ротације Фрот која одговара датом напону.Овај параметар је наведен у техничкој документацији за тахогенератор и мери се у миливолтима помноженим са обртајима у минути. Познавајући овај параметар и излазни напон из тахогенератора, можете израчунати тренутну фреквенцију користећи формулу:

Електромотор са уграђеним тахогенератором:

Асинхрони тахогенератор наизменичне струје

Асинхрони тахогенератори наизменичне струје су слични по дизајну за асинхроне кавезне моторе… Ротор је овде направљен у облику шупљег цилиндра (обично од бакра или алуминијума), а статор садржи два намотаја која се налазе под правим углом један према другом. Један од намотаја статора је намотај побуде, други је излазни намотај. Наизменична струја одређене амплитуде и фреквенције се доводи у побудни калем, а излазни калем је повезан са мерним уређајем.

Када се ротор веверице ротира, он периодично нарушава почетну ортогоналност магнетних флуксова два намотаја, као резултат изобличења слике магнетних поља, ЕМФ се периодично индукује у излазном калему. Ако је ротор непомичан, онда магнетни флукс побудног калема није изобличен и ЕМФ се не индукује у излазном калему. Овде је величина генерисаног ЕМФ-а пропорционална брзини ротације осовине.

Пошто струја која се доводи у намотај поља има своју фреквенцију, различиту од брзине ротације осовине, такав тахогенератор се назива асинхрони. Између осталог, овај дизајн омогућава да се суди правац ротације ротора по фази излазног сигнала — при промени смера ротације, фаза се обрће.

Синхрони тахогенератор наизменичне струје

Синхрони тахогенератори су АЦ машине без четкица.Магнетизацију ротора ствара перманентни магнет док је на статору присутан један или више намотаја. У овом случају, и амплитуда излазног сигнала и његова фреквенција биће пропорционални брзини ротације осовине. Подаци о брзини се стога могу мерити и по вредности амплитуде (детекција амплитуде) и директно по фреквенцији (детекција фреквенције). Међутим, правац ротације се не може одредити из излазног сигнала синхроног тахогенератора.

Ротор синхроног тахогенератора наизменичне струје може бити израђен у облику вишеполног магнета и давати неколико импулса у низу у излазном сигналу за један обртај вратила. Такви тахогенератори, заједно са асинхроним, имају дужи век трајања, јер немају уређај за сакупљање четкица склон механичком хабању.

Детекција фреквенције

Пошто излазна фреквенција синхроног тахогенератора не зависи од температуре и других фактора, мерења фреквенције са њим су тачнија. Прорачун је врло једноставан, довољно је знати број парова полова п ротора:

Али постоји и нијанса. Да би тачност прорачуна била довољно висока, потребно је издвојити време током којег теоретски брзина већ може да се промени, што значи да се док се броје импулси повећава грешка мерења, што је штетно.

Да би се смањила грешка мерења, ротор је направљен вишеполни тако да се прорачуни могу обавити брже, а затим и одзив контролног система може брже да следи. За један пол, фреквенција се израчунава помоћу следеће формуле:

где је Н број очитаних импулса, Т је период бројања импулса

За синхрони тахогенератор, амплитуда сигнала се мења у зависности од брзине, стога је при пројектовању детектора излазне фреквенције важно узети у обзир читав могући опсег амплитуда излазних напона тахогенератора.

Детекција амплитуде

Са амплитудним методом одређивања фреквенције, коло детектора фреквенције ће бити једноставније, али овде је важно узети у обзир утицај фактора као што су: температура, промена немагнетног јаза, итд. фреквенције, већа је амплитуда излазног сигнала, стога је детекторско коло обично исправљач и Нископропусни филтер, где фактор конверзије мерен у мВ * рпм вам омогућава да одредите фреквенцију користећи следећу формулу:

Поред традиционалних типова тахогенератора о којима се говори у овом чланку, пулсни сензори се такође користе у савременим технологијама. на бази оптокаплера, Халл сензори итд. Предност тахогенератора је у томе што када су упарени са детектором, не захтевају никакве додатне изворе напајања. Недостаци традиционалних тахогенератора машинског типа укључују слабу осетљивост при малим брзинама и уведени кочиони момент.