Senzori brzine

Tahogeneratori — istosmjerni i izmjenični električni strojevi male snage — koriste se kao senzori brzine vrtnje u sustavima automatizacije. Tahometarski mostovi služe za pretvaranje brzine vrtnje elektromotora u napon.

DC tahogeneratori

DC tahogeneratori, ovisno o načinu uzbude, su dvije vrste: magnetoelektrični (pobuđeni trajnim magnetima) i elektromagnetski (pobuđeni posebnom zavojnicom) (slika 1 a, b).

Izlazni napon tahogeneratora pri konstantnoj struji pobude Uout = E — IRi = ovdjeω — IRI am

gdje je Ce = (UI am — II amRI am)/ω — strojna konstanta određena podacima iz putovnice.

U praznom hodu (I= 0) napon Uout = E = Ceω... Dakle, statička karakteristika tahogeneratora Uout = e (ω) u praznom hodu je linearna, budući da je Ce = const (prava linija I, slika 1, c) .

Riža. 1. Rotacijski senzori (DC tahometrijski generatori): a) s trajnom magnetskom pobudom, b) s elektromagnetskom pobudom, c) statička karakteristika

Pod opterećenjem statička karakteristika postaje nelinearna (krivulja 2).mijenja se njegov nagib što je posljedica reakcije armature i pada napona u armaturnom namotu tahogeneratora. U pravim tahogeneratorima dolazi do pada napona na četkicama, što dovodi do pojave mladenačke neosjetljivosti (krivulja 3).

Da bi se smanjilo izobličenje statičkih karakteristika tahogeneratora, oni se koriste pri malim opterećenjima (Azn = 0,01 — 0,02 A). Struja armaturnog kruga Azi = E / (Ri + Rn) i izlazni napon Uout = E — IRi = ovdjeω — IRI am.

Istosmjerni tahogeneratori naširoko se koriste u sustavima automatskog upravljanja električnim pogonima kao što su senzori brzine. Prednosti su im mala inercija, visoka točnost, male dimenzije i težina, a za magnetoelektrične tahogeneratore također nema izvora napajanja. Nedostatak je prisutnost kolektora s četkama.

AC tahogeneratori

Sinkroni tahogeneratori su jednofazni sinkroni stroj s rotorom u obliku trajnog magneta (slika 2, a).U sinkronim tahogeneratorima s promjenom kutne brzine, frekvencija izlaznog napona također se mijenja s amplitudom. Statičke karakteristike su nelinearne. Dinamički sinkroni tahogeneratori su neinercijski elementi.

Asinkroni tahogenerator je dvofazni asinkroni stroj sa šupljim nemagnetskim rotorom (slika 2, b). Na statoru asinkronog tahogeneratora nalaze se dva namota pomaknuta za 90 (uzbuda OF i generatora ispušnih plinova). OB zavojnica spojena je na izvor izmjenične struje.

Riža. 2. Generatori tahometra izmjenične struje: a — sinkroni, b — asinkroni

EMF se inducira u ispušnom svitku, koji je izlaz, kada se rotor okreće. transformacija i rotacija.Pod utjecajem elektromotorne sile, izlaz tahogeneratora se okreće i javlja se napon Uout.

Statička karakteristika asinkronog tahogeneratora također je nelinearna. Pri promjeni rotacije rotora, faza izlaznog napona mijenja se za 180 °.

Asinkroni tahogeneratori koriste se kao senzori za kutnu brzinu, brzinu vrtnje i ubrzanje. U drugom slučaju, uzbudni svitak asinkronog tahogeneratora spojen je na izvor istosmjerne struje.

Prednosti asinkronih tahogeneratora su pouzdanost, niska inercija.Nedostaci — prisutnost zaostalog EMF-a na izlazu. sa stacionarnim rotorom, relativno velikih dimenzija.

Tahometrijski mostovi

Istosmjerni i izmjenični tahometarski mostovi koriste se u sustavima automatizacije za povratnu informaciju o brzini vrtnje elektromotora. To omogućuje pojednostavljenje sustava, jer nema potrebe za dodatnim električnim strojem - tahogeneratorom. Time se smanjuje statičko i dinamičko opterećenje izvršnog motora.

DC tahometrijski most je poseban mostni krug (slika 3, a), u jednom od krakova koji je uključena armatura motora Ri, au drugim - otpornici R1, R2, Rp. Mrežni napon U dovodi se na dijagonalu ab mosta, koji napaja armaturu motora, a napon se odvodi s dijagonale cd Uproporcionalno kutnoj brzini ω.

Riža. 3. Istosmjerni tahometarski most (a) i beskontaktni mjerni uređaj za brzinu vrtnje asinkronog motora (b)

Ako u izlaznom krugu nema struje, onda

Rješavajući zajednički sustav jednadžbi, dobivamo

Izlazni napon mosta tahometra

gdje je Ktm koeficijent prijenosa tahometarskog mosta.

Pogreška mosta tahometra je ± (2 — 5)%. Dinamički DC tahometarski mostovi su neinercijalna spojka.

Za kontrolu brzine rotora asinkronog elektromotora koristi se beskontaktni mjerni uređaj (slika 3, b), koji sadrži mjerni transformator struje TA i TV s naponom.