Elektrotaĥometrs

Tahometru Definīcija un Veidi

Definīcija

Tahometrs ir ierīce, kas tiek izmantota mašīnas rotācijas ātruma vai leņķa ātruma mērīšanai, ar kuru tas ir savienots. Tā darbība balstīta uz relatīvo kustību starp magnētisku lauku un savienotās ierīces vaļa. Kad vaļa rotē, šī relatīvā kustība inducē elektromotīvskaitli (EMF) spēlē, kas atrodas pastāvīga magnēta konstantā magnētiskajā laukā. Inducētā EMF lielums ir tieši proporcionāls vaļa rotācijas ātrumam, ļaujot mērīt mašīnas ātrumu.

Tahometru Veidi

Tahometrus var plaši sadalīt divos veidos: mehāniskos un elektriskos.

• Mehāniskais tahometrs: Šis tahometra veids mēra vaļa ātrumu minūtēs (RPM). Tas nodrošina tiešu mehānisko norādi rotācijas ātrumam, bieži izmantojot mehānisko saiti un rādītāju kalibrētajā skalā.

• Elektriskais tahometrs: Elektriskais tahometrs pārveido leņķa ātrumu elektriskā voltāžā. Salīdzinājumā ar mehāniskajiem tahometriem, elektriskie tahometri piedāvā vairākas priekšrocības, piemēram, augstāku precizitāti, vieglāko integrāciju ar elektroniskajiem kontroles sistēmām un iespēju pārraidīt ātruma informāciju garākos attālumos. Tādējādi tie tiek plaši izmantoti, lai mērītu vaļu rotācijas ātrumu. Atkarībā no inducētās voltāžas rakstura, elektriskos tahometrus var turpmāk sadalīt divos apakšveidos:

• MA tahometra ģeneratora

• GK tahometra ģeneratora

GK Tahometra Ģeneratora

GK tahometra ģeneratorā ietilpst vairāki galvenie komponenti: pastāvīgais magnēts, armatūra, komutators, smirdes, mainīgais rezistors un kustīgs spuldzes voltmeters. Lai mērītu mašīnas ātrumu, tās vaļa tiek savienots ar GK tahometra ģeneratora vaļu.

GK tahometra ģeneratora darbības princips balstīts uz elektromagnētisku indukciju. Kad slēgtais vednis kustas magnētiskā laukā, vednī inducējas EMF. Inducētā EMF lielums nosaka divi faktori: magnētiskā plūsmas daudzums, kas saistīts ar vedni, un vaļa rotācijas ātrums. Kad vaļa rotē, armatūra iekš GK tahometra ģeneratora kustas caur pastāvīgā magnēta magnētiskā lauka, radot EMF, kas proporcionala vaļa ātrumam. Šis inducētais EMF pēc tam tiek pārvērsts GK voltāžā ar komutatoru un smirdēm, ko var mērīt kustīgā spuldzes voltmeterā vai to var turpmāk apstrādāt elektroniskajos shēmās dažādiem pielietojumiem.

GK Tahometra Ģeneratora Darbība un Funkcionālitate

GK tahometra ģeneratorā armatūra rotē pastāvīgā magnēta nemainīgā magnētiskā laukā. Kad armatūra griežas, notiek elektromagnētiska indukcija, inducējot elektromotīvskaitli (emf) apvijumos, kas apkopoti ap to. Būtiski, inducētā emf lielums ir tieši proporcionāls vaļa, ar kuru armatūra ir savienota, rotācijas ātrumam; jo straujāk vaļa griežas, jo lielāks inducētais emf.

Komutators, kopā ar smirdēm, spēlē svarīgu lomu ģeneratora darbībā. Tas pārveido armatūras apviju izraisīto maiņstrāvu (MA) par direct current (GK). Šī pārveidošana ir būtiska, jo tā ļauj vienkāršāk un saskaņotāk mērīt elektrisko signālu. Kustīgais spuldzes voltmeters tiek izmantots, lai mērītu inducēto emf, sniedzot kvantitatīvu iznākumu, kas atbilst vaļa rotācijas ātrumam.

Izcilībā, inducētās voltāžas polāritāte nes svarīgu informāciju. Tā nosaka vaļa griešanas virzienu. Piemēram, pozitīva polāritāte varētu norādīt pagriezienu pulksteņa virzienā, bet negatīva polāritāte varētu norādīt pretējo virzienu. Lai aizsargātu voltmeteri un nodrošinātu precīzus mērījumus, sērijā ar to ir savienots rezistors. Šis rezisors ierobežo potenciāli augsto strāvu, ko armatūra ģenerē, aizsargājot mērīšanas ierīci un uzturējot mērīšanas procesa integritāti.

GK tahometra ģeneratorā inducētā emf var tikt izteikta ar šādu formulu:

Kur, E – ģenerētā voltage
Φ – plūsma polos Vebereih
P – polu skaits
N – ātrums revoļu minūtēs
Z – vedņu skaits armatūras apviju
a – paralēlo ceļu skaits armatūras apviju.

GK Tahometra Ģeneratora Priekšrocības un Trūkumi, kā arī MA Tahometra Ģeneratora Ievads
GK Tahometra Ģeneratora Priekšrocības

GK tahometra ģeneratoram ir vairākas nozīmīgas priekšrocības, kurās tālāk aprakstītas:

• Vaļa Griešanas Virziena Norāde: Inducēto voltāžu polāritāte rāda vaļa griešanas virzienam. Šī īpašība sniedz vērtīgu informāciju par mērāmajā mašīnā esošo rotācijas dinamiku, ļaujot operatoriem efektīvāk kontrolēt sistēmu.

• Parastā Volmetra Izmantošana: Parastā GK tipa volmeteris var tikt izmantots, lai mērītu inducēto voltāžu. Šī mērīšanas ierīču vienkāršība samazina mērīšanas sistēmas iestatīšanas sarežģītību un izmaksas, padarot to pieejamu un viegli lietojamu plašai aplikāciju klasei.

GK Tahometra Ģeneratora Trūkumi

Lai gan ar tā priekšrocībām, GK tahometra ģeneratoram ir arī noteikti trūkumi, kuri jāņem vērā:

• Apkopes Nogalvojumi: Komutators un smirdes, kas ir būtiski komponenti, lai pārveidotu armatūrā ģenerēto maiņstrāvu par direct current, prasa regulāru apkopi. Pār laiku šie komponenti var pieradīties un pazaudēt savu labo stāvokli, dēļ mehāniskās frikcionālas un elektriskās arkādas, kas var novest pie samazinātas efektivitātes un iespējamiem kļūdēm, ja tie netiek pareizi uzturēti.

• Izvades un Ievades Rezistoru Problemas: GK tahometra izvades rezistors parasti ir augstāks salīdzinājumā ar tā ievades rezistortu. Situācijās, kad armatūrā indūcēts liels strāvas plūsma, tas var izraisīt pastāvīgā magnēta magnētiskā lauka deformāciju. Šāda deformācija var izraisīt neprecizitātes inducētā emf mērījumos un, kā rezultātā, kļūdas vaļa rotācijas ātruma noteikšanā.

MA Tahometra Ģeneratora

GK tahometra ģeneratora atkarība no komutatoriem un smirdēm rada vairākas ierobežojumus. Lai atrisinātu šos jautājumus, tika izstrādāts MA tahometra ģeneratora. MA tahometra ģeneratorā ir statīvs armatūras un rotējošs magnētiskais lauks. Šī dizaina izmantošana izslēdz nepieciešamību pēc komutatoriem un smirdēm, pārvarot daudzas GK tahometru saistītās apkopes un veiktspējas problēmas.

Kad rotējošais magnētiskais lauks intereferē ar statora stacionārās spuldzes, tiek inducēts elektromotīvskaitlis (EMF). Gan inducētā EMF amplitūda, gan frekvence ir tieši saistītas ar vaļa rotācijas ātrumu. Šī attiecība ļauj mērīt leņķa ātrumu, analizējot inducētā elektriskā signāla amplitūdu vai frekvenci.

Šāds shēma tiek izmantots, lai mērītu rotoru ātrumu, fokusējoties uz inducētās voltāžas amplitūdu. Pirmkārt, inducētās voltāžas tiek retificētas, lai tos pārvērstu no maiņstrāves uz direct current. Pēc tam, retificētās voltāžas tiek izfiltrētas ar kondensatoru, kas efektīvi nomierina retificētās voltāžas svirpes, nodrošinot stabilitātāku un precīzāku mērījumu inducētās voltāžas amplitūdē, kas saistīta ar vaļa rotācijas ātrumu.

Trakteris AC Ģeneratora
Drag cup tipa A.C tahometrs ir parādīts zemāk redzamajā diagrammā.

• AC Tahometra Ģeneratora Struktūra un Īpašības
  AC tahometra ģeneratora statorā ir divi atsevišķi apviji: referenčais apvijums un kvadrātā apvijums. Šie apviji ir novietoti 90 grādu leņķī viens pret otru, kas ir būtisks aspekts ģeneratora precīzai darbībai. Tahometra rotors ir izgatavots no tūksta aluminija glāzītes un atrodas magnētiskā lauka struktūrā.
  Rotoris, kas izgatavots no augsti induktīva materiāla, parāda zemu inerciju, ļaujot tai ātri reaģēt uz rotācijas ātruma izmaiņām. Elektriskais ievades signāls tiek piegādāts referenčajam apvijumam, savukārt izvades signāls tiek iegūts no kvadrātā apvijuma. Kad rotors rotē magnētiskā laukā, tas inducē voltāžu sensora (kvadrātā) apvijumā. Inducētās voltāžas amplitūda ir tieši proporcionāla rotora rotācijas ātrumam, izveidojot uzticīgu mehānismu, lai mērītu leņķa ātrumu.
  Priekšrocības
  Bez Svirkstu Izvade: Drag cup tahogenerators ir pazīstams ar to, ka producē izvadi, kas nav inficēta ar svirkstiem. Šī vienmērīgā izvade nodrošina precīzākus un uzticīgākus ātruma mērījumus, padarot to par labu izvēli lietotnēs, kurās nepieciešama precīza ātruma uzraudzība.
  Izdevīgi: Cita nozīmīga priekšrocība ir tā relatīvi zema cena. Šī izdevīgums padara drag cup tahogenerātoru pievilcīgu dažādiem lietojumiem, īpaši tiem, kur prioritāte ir izdevīgai cenei, bez pamatfunkciju aizmirstības.
  Trūkumi
  Tomēr, drag cup tahogenerators ir ar noteiktu ierobežojumu. Kad rotors rotē augstos ātrumos, rodas nelineāra sakarība starp izvades voltāžu un ievades ātrumu. Šī nelineāritāte var izraisīt neprecizitātes ātruma mērījumos, ja tā netiek pareizi ņemta vērā, iespējams, ierobežojot ģeneratora izmantošanu situācijās, kas prasa augstu ātrumu un augstu precizitāti rotācijas ātruma mērījumos.