Hastighetssensorer
Tachogeneratorer - laveffekt DC og AC elektriske maskiner - brukes som rotasjonshastighetssensorer i automasjonssystemer. Turtellerbroer brukes til å konvertere rotasjonshastigheten til elektriske motorer til spenning.
DC turtallsgeneratorer
DC-tachogeneratorer, avhengig av eksitasjonsmetoden, er av to typer: magnetoelektriske (eksiteret av permanente magneter) og elektromagnetiske (eksitert av en spesiell spole) (fig. 1 a, b).
Utgangsspenning fra tachogeneratoren ved konstant eksitasjonsstrøm Uout = E — IRi = hereω — IRI am
hvor Ce = (UI am — II amRI am)/ω — en maskinkonstant bestemt av passdataene.
Ved tomgang (I= 0) er spenningen Uout = E = Ceω... Derfor er den statiske karakteristikken til fartsgeneratoren Uout = e (ω) ved tomgang lineær, siden Ce = const (rett linje I, fig. 1, c) .
Ris. 1. Roterende sensorer (DC tachometriske generatorer): a) med permanent magneteksitasjon, b) med elektromagnetisk eksitasjon, c) statisk karakteristikk
Under belastning blir den statiske karakteristikken ikke-lineær (kurve 2).dens skråning endres, som er en konsekvens av ankerreaksjonen og spenningsfallet i ankerviklingen til tachogeneratoren. I ekte tachogeneratorer er det et spenningsfall på børstene, noe som fører til utseendet til ufølsomme ungdom (kurve 3).
For å redusere forvrengningen av de statiske egenskapene til tachogeneratorer, brukes de ved lave belastninger (Azn = 0,01 - 0,02 A). Armaturkretsstrøm Azi = E / (Ri + Rn) og utgangsspenning Uout = E — IRi = hereω — IRI am.
DC tachogeneratorer er mye brukt i automatiske kontrollsystemer for elektriske stasjoner som hastighetssensorer. Fordelene deres er lav treghet, høy nøyaktighet, liten størrelse og vekt, og for magnetoelektriske tachogeneratorer er det heller ingen strømkilde. Ulempen er tilstedeværelsen av en samler med børster.
AC turgeneratorer
Synkrone tachogeneratorer er en enfaset synkronmaskin med en rotor i form av en permanent magnet (fig. 2, a) I synkrone tachogeneratorer med endring i vinkelhastighet endres også frekvensen til utgangsspenningen med amplituden. Statiske egenskaper er ikke-lineære. Dynamisk synkrone tachogeneratorer er ikke-treghetselementer.
En asynkron tachogenerator er en tofaset asynkron maskin med en hul ikke-magnetisk rotor (fig. 2, b). På statoren til den asynkrone tachogeneratoren er det to viklinger forskjøvet med 90 (eksitering av OF og eksosgeneratoren). OB-spolen er koblet til en AC-kilde.
Ris. 2. Turtellergeneratorer for vekselstrøm: a — synkron, b — asynkron
En EMF induseres i eksosspolen, som er utgangen, når rotoren roterer. transformasjon og rotasjon.Under påvirkning av en elektromotorisk kraft roterer utgangen fra tachogeneratoren og det er en spenning Uout.
Den statiske karakteristikken til en asynkron tachogenerator er også ikke-lineær. Når du endrer rotasjonen til rotoren, endres fasen til utgangsspenningen med 180 °.
Asynkrone tachogeneratorer brukes som sensorer for vinkelhastighet, rotasjonshastighet og akselerasjon. I det andre tilfellet er eksitasjonsspolen til den asynkrone tachogeneratoren koblet til en likestrømkilde.
Fordelene med asynkrone tachogeneratorer er pålitelighet, lav treghet Ulemper — tilstedeværelsen av gjenværende EMF ved utgangen. med stasjonær rotor, relativt store dimensjoner.
Takometriske broer
DC og AC turtellerbroer brukes i automasjonssystemer for å gi tilbakemelding på rotasjonshastigheten til elektriske motorer. Dette gjør det mulig å forenkle systemet, siden det ikke er behov for en ekstra elektrisk maskin - en tachogenerator. Dette reduserer den statiske og dynamiske belastningen på executive-motoren.
DC-tachometrisk bro er en spesiell brokrets (fig. 3, a), i en av armene som ankeret til motoren Ri er inkludert i, og i andre - motstander R1, R2, Rp. En nettspenning U tilføres diagonalen ab på broen, som forsyner motorens armatur, og spenningen fjernes fra diagonalen cd U i forhold til vinkelhastigheten ω.
Ris. 3. DC turtellerbro (a) og berøringsfri måleanordning for rotasjonshastigheten til en asynkronmotor (b)
Hvis det ikke er strøm i utgangskretsen, da
Å løse det felles ligningssystemet, får vi
Turteller bro utgangsspenning
hvor Ktm er overføringskoeffisienten til turtellerbroen.
Feilen til turtellerbroen er ± (2 — 5) %. Dynamiske DC-turtellerbroer er ikke-treghetskoblinger.
For å kontrollere hastigheten på rotoren til en asynkron elektrisk motor, brukes en ikke-kontakt måleanordning (fig. 3, b), som inneholder en måletransformator av strøm TA og en TV med spenning.