Hastighedssensorer

Tachogeneratorer - laveffekt DC og AC elektriske maskiner - bruges som rotationshastighedssensorer i automationssystemer. Omdrejningstællerbroer bruges til at omdanne elektriske motorers rotationshastighed til spænding.

DC tachogeneratorer

DC-tachogeneratorer, afhængigt af excitationsmetoden, er af to typer: magnetoelektriske (exciteret af permanente magneter) og elektromagnetiske (exciteret af en speciel spole) (fig. 1 a, b).

Tachogeneratorens udgangsspænding ved konstant magnetiseringsstrøm Uout = E — IRi = hereω — IRI am

hvor Ce = (UI am — II amRI am)/ω — en maskinkonstant bestemt af pasdataene.

Ved tomgang (I= 0) er spændingen Uout = E = Ceω... Derfor er den statiske karakteristik af tachogeneratoren Uout = e (ω) ved tomgang lineær, da Ce = const (lige linie I, fig. 1, c). .

Ris. 1. Roterende sensorer (DC-tachometriske generatorer): a) med permanent magnet excitation, b) med elektromagnetisk excitation, c) statisk karakteristik

Under belastning bliver den statiske karakteristik ikke-lineær (kurve 2).dens hældning ændres, hvilket er en konsekvens af ankerreaktionen og spændingsfaldet i tachogeneratorens ankervikling. I rigtige tachogeneratorer er der et spændingsfald på børsterne, hvilket fører til udseendet af ufølsomme unge (kurve 3).

For at reducere forvrængning af tachogeneratorers statiske egenskaber bruges de ved lave belastninger (Azn = 0,01 - 0,02 A). Armaturkredsløbsstrøm Azi = E / (Ri + Rn) og udgangsspænding Uout = E — IRi = hereω — IRI am.

DC tachogeneratorer er meget udbredt i automatiske styresystemer til elektriske drev såsom hastighedssensorer. Deres fordele er lav inerti, høj nøjagtighed, lille størrelse og vægt, og for magnetoelektriske tachogeneratorer er der heller ingen strømkilde. Ulempen er tilstedeværelsen af ​​en samler med børster.

AC tachogeneratorer

Synkrone tachogeneratorer er en enfaset synkronmaskine med en rotor i form af en permanent magnet (fig. 2, a) I synkrone tachogeneratorer med en ændring i vinkelhastigheden ændres frekvensen af ​​udgangsspændingen også med amplituden. Statiske karakteristika er ikke-lineære. Dynamisk synkrone tachogeneratorer er ikke-inertielle elementer.

En asynkron tachogenerator er en tofaset asynkron maskine med en hul ikke-magnetisk rotor (fig. 2, b). På statoren af ​​den asynkrone tachogenerator er der to viklinger forskudt med 90 (excitering af OF og udstødningsgasgeneratoren). OB-spolen er forbundet til en AC-kilde.

Ris. 2. Vekselstrømsomdrejningstællergeneratorer: a — synkron, b — asynkron

En EMF induceres i udstødningsspolen, som er outputtet, når rotoren roterer. transformation og rotation.Under påvirkning af en elektromotorisk kraft roterer udgangen af ​​tachogeneratoren, og der er en spænding Uout.

Den statiske karakteristik af en asynkron tachogenerator er også ikke-lineær. Ved ændring af rotorens rotation ændres fasen af ​​udgangsspændingen med 180 °.

Asynkrone tachogeneratorer bruges som sensorer for vinkelhastighed, rotationshastighed og acceleration. I det andet tilfælde er excitationsspolen af ​​den asynkrone tachogenerator forbundet til en jævnstrømskilde.

Fordelene ved asynkrone tachogeneratorer er pålidelighed, lav inerti Ulemper — tilstedeværelsen af ​​resterende EMF ved udgangen. med stationær rotor, relativt store dimensioner.

Takometriske broer

DC- og AC-omdrejningstællerbroer bruges i automatiseringssystemer til at give feedback på elektriske motorers rotationshastighed. Dette gør det muligt at forenkle systemet, da der ikke er behov for en ekstra elektrisk maskine - en tachogenerator. Dette reducerer den statiske og dynamiske belastning på executive-motoren.

Den DC-tachometriske bro er et specielt brokredsløb (fig. 3, a), i en af ​​armene, hvoraf motorens Ri anker er inkluderet, og i andre - modstande R1, R2, Rp. En netspænding U tilføres broens diagonal ab, som forsyner motorens anker, og spændingen fjernes fra diagonalen cd U ude af proportion med vinkelhastigheden ω.

Ris. 3. DC-omdrejningstællerbro (a) og berøringsfri måleanordning til en asynkronmotors rotationshastighed (b)

Hvis der ikke er nogen strøm i udgangskredsløbet, så

Løsning af det fælles ligningssystem, får vi

Omdrejningstæller bro udgangsspænding

hvor Ktm er transmissionskoefficienten for omdrejningstællerbroen.

Fejlen på omdrejningstællerbroen er ± (2 — 5)%. Dynamiske DC-omdrejningstællerbroer er ikke-inertiel kobling.

For at styre hastigheden af ​​rotoren på en asynkron elektrisk motor bruges en ikke-kontakt måleanordning (fig. 3, b), der indeholder en måletransformator af strøm TA og et tv med spænding.