Takometer ng Elektriko

Paglalarawan at Uri ng Tachometer

Paglalarawan

Ang tachometer ay isang aparato na ginagamit para sukatin ang bilis ng pag-ikot o angular velocity ng makina kung saan ito nakakonekta. Ang operasyon nito ay batay sa prinsipyong relative motion sa pagitan ng magnetic field at shaft ng konektadong aparato. Habang umiikot ang shaft, ang relasyong motion na ito ay nagpapabuo ng electromotive force (EMF) sa coil na nasa loob ng constant magnetic field ng permanent magnet. Ang laki ng induced EMF ay direktang proporsyonal sa bilis ng pag-ikot ng shaft, na nagbibigay-daan sa pagsukat ng bilis ng makina.

Uri ng Tachometer

Maaaring hahatiin ang tachometer sa dalawang pangunahing kategorya: mechanical at electrical.

• Mechanical Tachometer: Ang uri ng tachometer na ito ay nagsusukat ng bilis ng shaft sa termino ng revolutions per minute (RPM). Nagbibigay ito ng direkta at mekanikal na indikasyon ng bilis ng pag-ikot, madalas sa pamamagitan ng mekanikal na linkage at pointer sa calibrated dial.

• Electrical Tachometer: Ang electrical tachometer ay nagbabago ng angular velocity sa electrical voltage. Kumpara sa mechanical tachometers, ang electrical tachometers ay nagbibigay ng maraming mga abilidad tulad ng mas mataas na katumpakan, mas madaling integrasyon sa electronic control systems, at kakayahan na magpadala ng impormasyon tungkol sa bilis sa mas mahaba pa na layo. Dahil dito, malaganap ang paggamit nito para sa pagsukat ng bilis ng pag-ikot ng mga shaft. Batay sa kalikasan ng induced voltage, maaari pa ring hatiin ang electrical tachometers sa dalawang subtypes:

• AC Tachometer Generator

• DC Tachometer Generator

DC Tachometer Generator

Ang DC tachometer generator ay binubuo ng maraming key components: permanent magnet, armature, commutator, brushes, variable resistor, at moving - coil voltmeter. Upang sukatin ang bilis ng makina, inuugnay ang shaft nito sa shaft ng DC tachometer generator.

Ang prinsipyo ng operasyon ng DC tachometer generator ay batay sa electromagnetic induction. Kapag may closed - loop conductor na umuudyok sa loob ng magnetic field, nag-iinduce ng EMF ang conductor. Ang laki ng induced EMF ay napagpapasyan ng dalawang factor: ang halaga ng magnetic flux na linked sa conductor at ang bilis ng pag-ikot ng shaft. Habang umiikot ang shaft, ang armature sa loob ng DC tachometer generator ay umuudyok sa magnetic field ng permanent magnet, nagbubuo ng EMF na proporsyonal sa bilis ng shaft. Ang induced EMF na ito ay pinapalitan ng commutator at brushes sa DC voltage, na maaaring sukatin ng moving - coil voltmeter o mabago pa ng electronic circuits para sa iba't ibang aplikasyon.

Operasyon at Paggana ng DC Tachometer Generator

Sa DC tachometer generator, ang armature ay umiikot sa hindi nagbabagong magnetic field ng permanent magnet. Habang umiikot ang armature, nagaganap ang electromagnetic induction, nag-iinduce ng electromotive force (emf) sa coils na naka-wrap sa paligid nito. Mahalagang tandaan na ang laki ng induced emf ay direktang proporsyonal sa bilis ng pag-ikot ng shaft na naka-coupled sa armature; ang mas mabilis ang pag-ikot ng shaft, ang mas malaki ang induced emf.

Ang commutator, kasama ang brushes, ay naglalaro ng mahalagang papel sa operasyon ng generator. Ito ay nagpapalit ng alternating current (AC) na nabuo sa armature coils sa direct current (DC). Mahalaga ang konbersyon na ito dahil nagbibigay ito ng mas simple at consistent na pagsukat ng electrical signal. Ang moving - coil voltmeter ay ginagamit upang sukatin ang induced emf, nagbibigay ng quantifiable output na tumutugon sa bilis ng pag-ikot ng shaft.

Mahalaga rin ang polarity ng induced voltage. Ito ang nagbibigay ng mahalagang impormasyon tungkol sa direksyon ng pag-ikot ng shaft. Halimbawa, ang positive polarity ay maaaring mag-indikasyon ng clockwise rotation, habang ang negative polarity ay maaaring mag-indikasyon ng counterclockwise rotation. Upang maprotektahan ang voltmeter at matiyak ang wastong pagsukat, inuugnay ang resistance sa serye nito. Ang resistor na ito ay nag-limit ng flow ng potentially high - current na nabuo ng armature, nagpapahintulot na hindi masira ang measuring device at nagpapanatili ng integridad ng proseso ng pagsukat.

Ang emf na induced sa DC tachometer generator ay maaaring ipahayag gamit ang sumusunod na formula:

Kung saan, 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.

Mga Kakayahan at Limitasyon ng DC Tachometer Generator at Pagpapakilala sa AC Tachometer Generator
Mga Kakayahan ng DC Tachometer Generator

Ang DC tachometer generator ay nagbibigay ng maraming notable na benepisyo, na inilalarawan sa ibaba:

• Indikasyon ng Direksyon ng Pag-ikot ng Shaft: Ang polarity ng induced voltages ay nagbibigay ng malinaw na indikasyon ng direksyon ng pag-ikot ng shaft. Ang feature na ito ay nagbibigay ng mahalagang impormasyon tungkol sa rotational dynamics ng makina na sinusukat, nagbibigay-daan sa operators na mas maingat na monitore at kontrolin ang sistema.

• Paggamit ng Conventional Voltmeter: Maaaring gamitin ang conventional DC type voltmeter para sukatin ang induced voltage. Ang simpleng pagsukat na ito ay nagpapaliit ng komplikasyon at gastos na kaugnay sa pagsasaayos ng measurement system, nagpapahimok nito na accessible at madaling gamitin para sa malawak na range ng aplikasyon.

Mga Limitasyon ng DC Tachometer Generator

Bagaman may mga kakayahan, ang DC tachometer generator ay mayroon ding ilang mga limitasyon na kailangan i-consider:

• Karaniwang Pag-aalamin: Ang commutator at brushes, na mga essential components para sa konbersyon ng alternating current na nabuo sa armature sa direct current, nangangailangan ng regular na maintenance. Sa paglipas ng panahon, ang mga component na ito ay maaaring maranasan ang wear and tear dahil sa mechanical friction at electrical arcing, nagresulta sa bawas na performance at potensyal na pagkasira kung hindi nangangalagaan nang maayos.

• Output at Input Resistance Issues: Ang output resistance ng DC tachometer ay karaniwang mas mataas kumpara sa input resistance nito. Sa mga sitwasyon kung saan may malaking current na induced sa armature conductor, maaaring mag-resulta ito sa distortion ng constant magnetic field ng permanent magnet. Ang distortion na ito ay maaaring mag-lead sa pagkakamali sa pagsukat ng induced emf at, sa resulta, sa pagkakamali sa pagsukat ng bilis ng pag-ikot ng shaft.

AC Tachometer Generator

Ang relihiyang paggamit ng commutators at brushes ng DC tachometer generator ay nagdudulot ng ilang limitasyon. Upang tugunan ang mga isyu na ito, ang AC tachometer generator ay nailathala. Ang AC tachometer generator ay may stationary armature at rotating magnetic field. Ang disenyo na ito ay nagtatanggal ng pangangailangan para sa commutators at brushes, na nag-oovercome ng maraming maintenance at performance problems na kaugnay sa DC tachometers.

Kapag ang rotating magnetic field ay naka-interact sa stationary coils ng stator, nag-iinduce ng electromotive force (EMF). Ang amplitude at frequency ng induced emf ay direktang related sa bilis ng shaft. Ang ugnayan na ito ay nagbibigay-daan sa pagsukat ng angular velocity sa pamamagitan ng pag-analyze ng amplitude o frequency ng induced electrical signal.

Ang sumusunod na circuit ay ginagamit upang sukatin ang bilis ng rotor sa pamamagitan ng pag-focus sa amplitude ng induced voltage. Una, ang induced voltages ay inirerekto upang baguhin sila mula alternating current sa direct current. Pagkatapos, ang rectified voltages ay ipinapadaan sa capacitor filter, na effectively smoothens out ang ripples sa rectified voltage waveform, nagbibigay ng mas stable at accurate na pagsukat ng induced voltage amplitude na related sa bilis ng pag-ikot ng shaft.

Drag Cup Rotor AC Generator
Ang drag cup type A.C tachometer ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

• Estruktura at Katangian ng AC Tachometer Generator
  Ang stator ng AC tachometer generator ay may dalawang distinct na windings: ang reference winding at quadrature winding. Ang mga winding na ito ay naka-position sa 90 - degree angle sa isa't isa, na isang key aspect ng disenyo ng generator para sa accurate operation. Ang rotor ng tachometer ay gawa sa thin aluminium cup at naka-situate sa loob ng field structure.
  Gawa sa highly inductive na materyal, ang rotor ay may mababang inertia, nagbibigay-daan para mabilis na tumugon sa mga pagbabago sa bilis ng pag-ikot. Isinasalang electrical input sa reference winding, habang ang output signal ay kinukuha mula sa quadrature winding. Habang umiikot ang rotor sa magnetic field, ito ay nag-iinduce ng voltage sa sensing (quadrature) winding. Ang laki ng induced voltage ay direktang proporsyonal sa bilis ng pag-ikot ng rotor, nagbibigay ng reliable na mechanism para sa pagsukat ng angular velocity.
  Mga Kakayahan
  Ripple - Free Output: Ang drag cup tachogenerator ay kilala sa pagbibigay ng output voltage na walang ripple. Ang smooth na output na ito ay nagbibigay ng mas accurate at consistent na pagsukat ng bilis, nagpapahimok nito para sa mga aplikasyon kung saan kritikal ang precise speed monitoring.
  Cost - Effective: Isa pang significant na benepisyo ay ang mas mababang cost nito. Ang affordability na ito ay nagpapahimok sa drag cup tachogenerator na maging attractive option para sa malawak na range ng aplikasyon, lalo na kung ang cost - effectiveness ay priority nang hindi sinasakripisyo ang basic functionality.
  Limi