Электр тахометр

Тахометрлердің Анықтамасы және Түрлері

Анықтама

Тахометр - бұл қосылған машина қайратының айналу жылдамдығын немесе бұрыштық жылдамдығын өлшеу үшін қолданылатын прибор. Оның қызмет етілуі магниттік талақтың мен қосылған құрылғының қайратының ортақ қозғалысына негізделген. Қайрат айналғанда, бұл қозғалыс дәйекке тұрғызылған тұрақты магниттік талақтың ішіндегі спиральде электромотылулық күш (ЕМК) индуцирленеді. Индуцирленген ЕМК-тің шамасы қайраттың айналу жылдамдығына пропорционал, бұл машина қайратының жылдамдығын өлшеуге мүмкіндік береді.

Тахометрлердің Түрлері

Тахометрлер екі негізгі категорияға бөлінеді: механикалық және электрлик.

• Механикалық Тахометр: Бұл түрдегі тахометр қайраттың жылдамдығын санның минутына (RPM) айналуы арқылы өлшеді. Ол қайраттың айналу жылдамдығын механикалық байланыс арқылы және калибровандалған циферблатта көрсеткіш арқылы түсіндіреді.

• Электрлик Тахометр: Электрлик тахометр бұрыштық жылдамдықты электр ретінде айналдырады. Механикалық тахометрлерге салыстырмалы, электрлик тахометрлер әлі де жоғары нақтылық, электронды басқару жүйелерімен жеңіл интеграциясы және жылдамдық ақпаратын узак қашықтықтарға өткізу қабілеттерін ұсынады. Сондықтан, алар қайраттардың айналу жылдамдығын өлшеуде кеңінен қолданылады. Индуцирленген напрямениң түріне байланысты, электрлик тахометрлерді екі түріне бөлуге болады:

• АС Тахогенераторы

• DC Тахогенераторы

DC Тахогенераторы

DC тахогенераторы әртүрлі маңызды компоненттерден тұрады: тұрақты магнит, ядро, коммутатор, фильтр, өзгертуге болатын реостат және қозғалатын спираль вольтметр. Машина қайратының жылдамдығын өлшеу үшін, оның қайраты DC тахогенераторының қайратымен байланыстырылады.

DC тахогенераторының қызмет етілу принципі электромагниттік индукцияға негізделген. Жабық контурдегі қозғалушы проводта магниттік талақ ішінде ЕМК индуцирленеді. Индуцирленген ЕМК-тің шамасы екі факторға байланысты: проводпен байланысты магниттік потоктың мөлшері және қайраттың айналу жылдамдығы. Қайрат айналғанда, DC тахогенераторының ядро тұрақты магниттің магниттік талақында қозғалады, қайраттың жылдамдығына пропорционал ЕМК қалыптасады. Бұл индуцирленген ЕМК коммутатор және фильтр арқылы DC напряме айналдырылады, ол қозғалатын спираль вольтметрмен өлшенеді немесе электрондық схемалар арқылы әртүрлі қолданбалар үшін өңделеді.

DC Тахогенераторының Қызмет Етілуі және Функциялары

DC тахогенераторында ядро тұрақты магниттің магниттік талақында айналады. Ядро айналғанда, электромагниттік индукция өтініп, ядроның спиралине индуцирленеді. Маңызды, индуцирленген ЕМК-тің шамасы қайраттың айналу жылдамдығына пропорционал; қайрат қаншалықты тез айналса, индуцирленген ЕМК қаншалықты жоғары болады.

Коммутатор, фильтрмен бірге, генератордың қызмет етілуінде маңызды роль атқарады. Ол ядроның спиралинде жасалған алмауыспен токты (AC) туынды токқа (DC) айналдырады. Бұл айналу үшін электр сигналын өте жақсы және тұрақты өлшеуге мүмкіндік береді. Қозғалатын спираль вольтметр индуцирленген ЕМК-ті өлшеді, қайраттың айналу жылдамдығына сәйкес өлшенетін шығыс береді.

Ескертуге лайық, индуцирленген напрямениң полярлығы маңызды ақпарат береді. Ол қайраттың айналу бағытын анықтайды. Мысалы, теріс емес полярлық сағат тілімен айналуын, ал теріс полярлық сағат тілімен айналуын белгілейді. Вольтметрді қорғау үшін және өлшеулерді дұрыс жасау үшін, оның сериялық байланысына сопротивление қосылады. Бұл сопротивление ядродан пайда болған үлкен токты шектейді, өлшеу приборына зиян келтірмеу үшін және өлшеу процессінің тығыздығын сақтау үшін.

DC тахогенераторында индуцирленген ЕМК мына формуламен бірдей:

Мұнда, E – жасалған напряме
Φ – полюстардың магниттік потокы, Вебер
P – полюстар саны
N – минутына айналу саны
Z – ядро спиралинің кондукторлары саны.
a – ядро спиралинің параллель жолдары саны.

DC Тахогенераторының Артықшылықтары және Кемшіліктері және AC Тахогенераторының Кірістірілуі
DC Тахогенераторының Артықшылықтары

DC тахогенераторы әртүрлі маңызды артықшылықтарды ұсынады, олар төмендегідай:

• Қайраттың Айналу Бағытын Көрсету: Индуцирленген напрямениң полярлығы қайраттың айналу бағытын түсіндіреді. Бұл функция өлшенетін машина қайратының айналу динамикасы жөнінде маңызды ақпарат береді, операторлардың системаны жақсырақ басқаруына мүмкіндік береді.

• Кеңінен Өлшеу Приборын Пайдалану: Индуцирленген напряме қолданылатын кеңінен DC типті вольтметр. Өлшеу құрылғысының қарапайымдығы өлшеу системасын құруда қиындық пен құнын азайтады, оны көптеген қолданбалар үшін қолайлы және қолдануға ыңғайлы етеді.

DC Тахогенераторының Кемшіліктері

Оның артықшылықтарына қарамастан, DC тахогенераторы да қарау керек кемшіліктері бар:

• Бақылау Талаптары: Коммутатор және фильтр, ядродан туынды токты DC токқа айналдыру үшін маңызды компоненттер, периодты бақылау қажет. Уақытша, бұл компоненттер механикалық тріщілік және электр арқылы издерінен және ыдырулардан құралып, жұмыс иелігін төмендетеді және өзекті түрде қолданылмаса, құрылғының құбылысына әкеледі.

• Шығыс және Кіріс Сопротивлениясы: DC тахогенераторының шығыс сопротивлениясы кіріс сопротивлениясына қарағанда жоғары болады. Ядроның кондукторында үлкен ток индуцирленген жағдайда, бұл тұрақты магниттің магниттік талақын бұзып, индуцирленген ЕМК-ті өлшеу үшін неточностерге әкеледі, сонымен қатар, қайраттың айналу жылдамдығын анықтау үшін қателерге әкеледі.

AC Тахогенераторы

DC тахогенераторының коммутатор мен фильтрлерге тәуелділігі бірнеше шектеулерге әкеледі. Бұл проблемаларды шешу үшін AC тахогенераторы қалыптасты. AC тахогенераторы стационарлық ядро және айналатын магниттік талаққа қолданылады. Бұл дизайн коммутатор мен фильтрлерге қажеттілікті жоюы мен DC тахометрлерінің қадамдарын және жұмыс иелігінің проблемаларын шешеді.

Айналатын магниттік талақ статордың стационарлық спиралымен әсер еткенде, электромотылулық күш (ЕМК) индуцирленеді. Индуцирленген ЕМК-тің амплитудасы және частотасы қайраттың айналу жылдамдығына пропорционал. Бұл байланыс айналу жылдамдығын индуцирленген электр сигналының амплитудасы немесе частотасын анализ арқылы өлшеуге мүмкіндік береді.

Төмендегі схема индуцирленген напряменің амплитудасына негізделген ротордың жылдамдығын өлшеу үшін қолданылады. Алғаш, индуцирленген напрямени алмауыспен токқа (AC) туынды токқа (DC) айналдырылады. Содан кейін, айналдырылған напрямени капаситор фильтр арқылы өткізіледі, бұл индуцирленген напряменің амплитудасын ротордың айналу жылдамдығына қатысты тұрақты және дұрыс өлшеуге мүмкіндік береді.

Дрэг Куп Роторы AC Генераторы
Дрэг куп түріндегі AC тахометр төмендегі суретте көрсетілген.

• AC Тахогенераторының Құрылымы және Қасиеттері
  AC тахогенераторының статоры екі айырмашылықты қамтамасыз ететін спиралымен қамтамасыз етілген: басқару спиралы және квадрат спиралы. Бұл спиралдар бір-біріне 90-градусқа тең бұрылған, бұл генератордың дұрыс жұмыс істеуі үшін маңызды аспекті. Тахометр роторы жұмсақ алюминий куппен жасалған және магниттік талақтың ішінде орналасқан.
  Ротор құрамында құрчылықты материал қолданылады, бұл аның инерциясы төмен, қайраттың айналу жылдамдығының өзгерісіне тез жауап беру мүмкіндігін береді. Электр энергиясы басқару спиралына қосылады, ал шығыс сигнал квадрат спиралдан алынады. Ротор магниттік талақтың ішінде айналғанда, ол сенсор (квадрат) спиралда напряме индуцирленеді. Индуцирленген напряменің шамасы ротордың айналу жылдамдығына пропорционал, бұл айналу жылдамдығын өлшеу үшін ыңғайлы механизм қалыптасады.
  Артықшылықтар
  Толқынсыз Шығыс: Дрэг куп тахогенераторы толқынсыз шығыс напряме береді. Бұл таза шығыс өлшеулердің дұрыстығын және тұрақтылығын қамтамасыз етеді, бұл оны дәл өлшеу керек болатын қолданбалар үшін ыңғайлы етеді.
  Жетіспеушілік: Басқа маңызды артықшылық - оның төмен бағасы. Бұл артықшылық дрэг куп тахогенераторын қолданыс салаларында ыңғайлы етеді, өйткені ол құралын қолдану үшін жетіспеушілік маңызды болатын қолданбалар үшін ыңғайлы.
  Кемшіліктер
  Бірақ, дрэг куп тахогенераторының маңызды кемшілігі бар. Ротор жоғары жылдамдықпен айналғанда, шығыс напряме мен кіріс жылдамдығының ортақ емес байланысы пайда болады. Бұл ортақ емес байланыс өлшеулердің дәлдігін төмендетеді, бұл генератордың жоғары жылдамдық және дәл айналу жылдамдығын өлшеу керек болатын сценарияларда қолданылуын шектейді.