Elektrikong Tachometer

Pagtumong ug Mga Uri sa Tachometer

Pagtumong

Ang tachometer mao ang isang device nga gigamit aron sukolon ang bilis sa pag-ikot o ang velocity sa maong machine nga adunay kaugalingon. Ang iyang operasyon mao ang batasan sa relative motion sa magnetic field ug shaft sa gisulod nga device. Habang ang shaft mag-ikot, ang kini nga relative motion mag-induce og electromotive force (EMF) sa coil nga naka-locate sa constant magnetic field sa permanent magnet. Ang magnitude sa induced EMF direktang proportional sa bilis sa pag-ikot sa shaft, nga nagpadali sa pagsukol sa bilis sa machine.

Mga Uri sa Tachometer

Ang mga tachometer mahimong maklasi sa duha ka kategoriya: mechanical ug electrical.

• Mechanical Tachometer: Kini nga tipo sa tachometer mida mi sukolan sa bilis sa shaft sa termino sa revolutions per minute (RPM). Ia naghatag og direct mechanical indication sa rotational speed, kasagaran pinaagi sa mechanical linkage ug pointer sa calibrated dial.

• Electrical Tachometer: Ang electrical tachometer mida mi convert sa angular velocity ngadto sa electrical voltage. Kon parehas sa mechanical tachometers, ang electrical tachometers mayda daghang advantage, sama sa mas taas nga accuracy, mas sayon nga integration sa electronic control systems, ug ability sa pag-transmit sa impormasyon bahin sa bilis sa mas dako nga distance. Isip resulta, sila gamiton sa mas dako nga extent aron sukilon ang bilis sa pag-ikot sa shaft. Pinaagi sa nature sa induced voltage, ang electrical tachometers mahimong maklasi sa duha ka subtypes:

• AC Tachometer Generator

• DC Tachometer Generator

DC Tachometer Generator

Ang DC tachometer generator adunay daghang key components: permanent magnet, armature, commutator, brushes, variable resistor, ug moving - coil voltmeter. Aron sukilon ang bilis sa machine, ang shaft niini gisulod sa shaft sa DC tachometer generator.

Ang working principle sa DC tachometer generator based sa electromagnetic induction. Kun ang closed-loop conductor mag-move sa magnetic field, ang EMF mag-induce sa conductor. Ang magnitude sa induced EMF determinado sa duha ka factors: ang amount sa magnetic flux linked sa conductor ug bilis sa pag-ikot sa shaft. Habang ang shaft mag-ikot, ang armature sa DC tachometer generator move sa magnetic field sa permanent magnet, generating an EMF na proportional sa shaft's speed. Kini nga induced EMF maka-convert sa DC voltage pinaagi sa commutator ug brushes, nga masuklon sa moving - coil voltmeter o gamiton sa uban pang application.

Operation ug Functioning sa DC Tachometer Generator

Sa DC tachometer generator, ang armature mag-ikot sa unchanging magnetic field sa permanent magnet. Habang ang armature mag-revolve, ang electromagnetic induction mag-take place, inducing an electromotive force (emf) sa coils nga wound around it. Importante, ang magnitude sa induced emf directly proportional sa bilis sa pag-ikot sa shaft; ang mas taas ang bilis, ang mas taas ang induced emf.

Ang commutator, kasama ang brushes, importante sa operation sa generator. Ia nag-transform sa alternating current (AC) generated sa armature coils ngadto sa direct current (DC). Kini nga conversion importanti aron mas simple ug consistent ang measurement sa electrical signal. Ang moving - coil voltmeter gamiton aron sukilon ang induced emf, providing a quantifiable output nga corresponds sa shaft's rotational speed.

Importante, ang polarity sa induced voltage mayda important information. Ia nag-determine sa direction sa motion sa shaft. Halimbawa, ang positive polarity mida mi indicate sa clockwise rotation, samtang ang negative polarity mida mi signify sa counterclockwise rotation. Aron protektahan ang voltmeter ug ensure accurate measurements, resistance connected in series with it. Kini nga resistor limits ang flow sa potentially high - current generated sa armature, preventing damage sa measuring device ug maintaining the integrity sa measurement process.

Ang emf induced sa DC tachometer generator bisa expressed sa sumala nga formula:

Where, E – generated voltage
Φ – flux per poles in Weber
P- number of poles
N – speed in revolution per minutes
Z – the number of the conductor in armature windings.
a – number of the parallel path in the armature windings.

Advantages ug Disadvantages sa DC Tachometer Generator ug Introduction sa AC Tachometer Generator
Advantages sa DC Tachometer Generator

Ang DC tachometer generator mayda daghang notable benefits, nga outlined as follows:

• Indication sa Shaft Rotation Direction: Ang polarity sa induced voltages serves as a clear indicator sa direction sa rotation sa shaft. Kini nga feature provides valuable information bahin sa rotational dynamics sa machine, enabling operators to monitor ug control the system more effectively.

• Use sa Conventional Voltmeter: A conventional DC type voltmeter can be employed to measure the induced voltage. Kini nga simplicity sa measurement equipment reduces the complexity ug cost associated sa setting up sa measurement system, making it accessible ug easy to use for a wide range of applications.

Disadvantages sa DC Tachometer Generator

Despite its advantages, ang DC tachometer generator mayda certain drawbacks nga need to be considered:

• Maintenance Requirements: Ang commutator ug brushes, nga essential components para convert the alternating current generated sa armature into direct current, require periodic maintenance. Over time, kini nga components mahimo mog-experience sa wear and tear due sa mechanical friction ug electrical arcing, leading to reduced performance ug potential failures if not properly maintained.

• Output ug Input Resistance Issues: The output resistance sa DC tachometer typically higher compared sa iyang input resistance. In situations where a large current induced sa armature conductor, kini mahimo cause distortion sa constant magnetic field sa permanent magnet. Such distortion mahimo lead to inaccuracies sa measurement sa induced emf ug, consequently, errors sa determining sa rotational speed sa shaft.

AC Tachometer Generator

Ang DC tachometer generator's reliance sa commutators ug brushes gives rise sa several limitations. To address these issues, ang AC tachometer generator was developed. An AC tachometer generator features a stationary armature ug rotating magnetic field. Kini nga design eliminates the need sa commutators ug brushes, thereby overcoming many of the maintenance ug performance problems associated sa DC tachometers.

As the rotating magnetic field interacts sa stationary coils sa stator, an electromotive force (EMF) induced. Both the amplitude ug frequency sa induced emf directly related sa speed sa shaft. This relationship allows for the measurement sa angular velocity by either analyzing the amplitude or the frequency sa induced electrical signal.

The following circuit utilized aron sukilon ang speed sa rotor focusing sa amplitude sa induced voltage. First, ang induced voltages rectified aron convert them from alternating current to direct current. Subsequently, ang rectified voltages passed through a capacitor filter, which effectively smoothens out the ripples sa rectified voltage waveform, providing a more stable ug accurate measurement sa induced voltage amplitude related sa shaft's rotational speed.

Drag Cup Rotor AC Generator
The drag cup type A.C tachometer shown sa figure below.

• Structure ug Characteristics sa AC Tachometer Generator
  The stator sa AC tachometer generator equipped sa two distinct windings: the reference winding ug quadrature winding. Kini nga windings positioned sa 90-degree angle sa each other, nga key aspect sa generator's design aron accurate operation. The rotor sa tachometer crafted sa thin aluminium cup ug situated within the field structure.
  Constructed sa highly inductive material, ang rotor exhibits low inertia, enabling it to respond quickly sa changes sa rotational speed. An electrical input supplied sa reference winding, while the output signal retrieved sa quadrature winding. As the rotor rotates sa magnetic field, it induces a voltage sa sensing (quadrature) winding. The magnitude sa induced voltage directly proportional sa rotational speed sa rotor, establishing a reliable mechanism sa measuring angular velocity.
  Advantages
  Ripple-Free Output: The drag cup tachogenerator notable sa producing an output voltage nga free from ripples. Kini nga smooth output ensures more accurate ug consistent speed measurements, making it well-suited sa applications where precise speed monitoring crucial.
  Cost-Effective: Another significant benefit mao ang relatively low cost. Kini nga affordability makes the drag cup tachogenerator attractive option sa wide range sa applications, especially those where cost-effectiveness priority without sacrificing basic functionality.
  Disadvantage
  However, ang drag cup tachogenerator mayda notable limitation. When the rotor spins sa high speeds, a nonlinear relationship emerges sa output voltage ug input speed. Kini nga nonlinearity mahimo lead to inaccuracies sa speed measurement if not properly accounted for, potentially restricting the generator's use sa scenarios that require high-speed ug highly precise rotational speed measurements.