Senzori de viteza

Tahogeneratoarele — mașini electrice DC și AC de putere redusă — sunt utilizate ca senzori de viteză de rotație în sistemele de automatizare. Punțile de tahometru sunt folosite pentru a converti viteza de rotație a motoarelor electrice în tensiune.

tahogeneratoare DC

Tahogeneratoarele de curent continuu, în funcție de metoda de excitare, sunt de două tipuri: magnetoelectrice (excitate de magneți permanenți) și electromagnetice (excitate de o bobină specială) (Fig. 1 a, b).

Tensiunea de ieșire a tahogeneratorului la curent de excitație constant Uout = E — IRi = aiciω — IRI am

unde Ce = (UI am — II amRI am)/ω — o constantă a mașinii determinată de datele pașaportului.

La ralanti (I= 0) tensiunea Uout = E = Ceω... Prin urmare, caracteristica statică a tahogeneratorului Uout = e (ω) la ralanti este liniară, deoarece Ce = const (linie dreaptă I, Fig. 1, c) .

Orez. 1. Senzori rotativi (generatoare tahometrice DC): a) cu excitație cu magnet permanent, b) cu excitație electromagnetică, c) caracteristică statică

Sub sarcină, caracteristica statică devine neliniară (curba 2).panta acestuia se modifică, ceea ce este o consecință a reacției armăturii și a căderii de tensiune în înfășurarea armăturii tahogeneratorului. La tahogeneratoarele reale, există o cădere de tensiune pe perii, ceea ce duce la apariția tinereții insensibile (curba 3).

Pentru a reduce distorsiunea caracteristicilor statice ale tahogeneratoarelor, acestea sunt utilizate la sarcini mici (Azn = 0,01 — 0,02 A). Curentul circuitului de armatură Azi = E / (Ri + Rn) și tensiunea de ieșire Uout = E — IRi = aiciω — IRI am.

Tahogeneratoarele de curent continuu sunt utilizate pe scară largă în sistemele automate de control pentru acționările electrice, cum ar fi senzorii de viteză. Avantajele lor sunt inerția scăzută, precizia ridicată, dimensiunile și greutatea reduse, iar pentru tahogeneratoarele magnetoelectrice nu există nici o sursă de energie. Dezavantajul este prezența unui colector cu perii.

tahogeneratoare de curent alternativ

Tahogeneratoarele sincrone sunt o mașină sincronă monofazată cu un rotor sub formă de magnet permanent (Fig. 2, a).La tahogeneratoarele sincrone cu o modificare a vitezei unghiulare, frecvența tensiunii de ieșire se modifică și odată cu amplitudinea. Caracteristicile statice sunt neliniare. Tahogeneratoarele sincrone dinamic sunt elemente neinerțiale.

Un tahogenerator asincron este o mașină asincronă bifazată cu un rotor gol nemagnetic (Fig. 2, b). Pe statorul tahogeneratorului asincron există două înfășurări compensate cu 90 (excitarea OF și a generatorului de gaze de eșapament). Bobina OB este conectată la o sursă de curent alternativ.

Orez. 2. Generatoare de tahometru cu curent alternativ: a — sincron, b — asincron

Un EMF este indus în bobina de evacuare, care este ieșirea, atunci când rotorul se rotește. transformare și rotație.Sub influența unei forțe electromotoare, ieșirea tahogeneratorului se rotește și există o tensiune Uout.

Caracteristica statică a unui tahogenerator asincron este, de asemenea, neliniară. La schimbarea rotației rotorului, faza tensiunii de ieșire se modifică cu 180 °.

Tahogeneratoarele asincrone sunt utilizate ca senzori pentru viteza unghiulara, viteza de rotatie si acceleratie. În al doilea caz, bobina de excitație a tahogeneratorului asincron este conectată la o sursă de curent continuu.

Avantajele tahogeneratoarelor asincrone sunt fiabilitatea, inerția scăzută Dezavantaje — prezența EMF reziduală la ieșire. cu rotor staționar, dimensiuni relativ mari.

Poduri tahometrice

Punțile tahometre DC și AC sunt utilizate în sistemele de automatizare pentru a oferi feedback cu privire la viteza de rotație a motoarelor electrice. Acest lucru face posibilă simplificarea sistemului, deoarece nu este nevoie de o mașină electrică suplimentară - un tahogenerator. Acest lucru reduce sarcina statică și dinamică asupra motorului executiv.

Puntea tahometrică DC este un circuit de punte special (Fig. 3, a), într-unul dintre brațele căruia este inclusă armătura motorului Ri, iar în altele - rezistențe R1, R2, Rp. Pe diagonala ab a punții se aplică o tensiune de rețea U, care alimentează armătura motorului, iar tensiunea este îndepărtată din diagonala cd U în proporție cu viteza unghiulară ω.

Orez. 3. Punte de tahometru DC (a) și dispozitiv de măsurare fără contact pentru viteza de rotație a unui motor asincron (b)

Dacă nu există curent în circuitul de ieșire, atunci

Rezolvând sistemul comun de ecuații, obținem

Tensiunea de ieșire a podului tahometrului

unde Ktm este coeficientul de transmisie al punții turometrului.

Eroarea punții tahometrului este ± (2 — 5)%. Punțile de tahometru DC dinamice sunt cuplare non-inerțială.

Pentru a controla viteza rotorului unui motor electric asincron, se folosește un dispozitiv de măsurare fără contact (Fig. 3, b), care conține un transformator de măsurare a curentului TA și un TV cu tensiune.