Tako üreteçleri — türleri, cihazları ve çalışma prensibi

"Tachogenerator" kelimesi iki kelimeden gelir - Yunanca "hızlı" anlamına gelen "tachos" ve Latince "jeneratör". Takojeneratör, ekipmanın şaftına monte edilen ve şaftın dönüş hızının mevcut değerini, parametresi dönme frekansı hakkında bilgi taşıyan bir elektrik sinyaline dönüştüren değişken veya sabit bir elektrikli ölçüm mikro makinesidir.

Bu parametre olabilir üretilen EMF veya sinyalin frekans değeri. Takojeneratörden gelen çıkış sinyali, takojeneratörün üzerinde çalıştığı görsel bir göstergeye (örneğin bir ekran) veya otomatik şaft hızı kontrol cihazına beslenebilir.

Tako üreteçleri, çıkışta üretilen sinyalin türüne bağlı olarak çeşitli tiplerdedir: alternatif bir voltaj veya akım sinyali (asenkron veya senkron takojeneratörler) veya sabit bir sinyal ile.

DC takojeneratör

Bir DC takojeneratör, ya sabit mıknatıslar (daha yaygın) ya da statoru üzerinde bulunan bir heyecan verici bobin (daha az yaygın) tarafından uyarma sağlayan bir toplayıcı makinedir. Ölçüm emf, takojeneratörün rotor sargısında indüklenir ve rotorun açısal dönme hızıyla, aslında manyetik akının değişim hızıyla tam olarak orantılı olduğu ortaya çıkar. elektromanyetik indüksiyon yasası ile.

Çıkış sinyali - değeri rotorun açısal dönme hızıyla da doğru orantılı olan bir voltaj - toplayıcıdan fırçalar yoluyla çıkarılır. İş içerdiğinden toplayıcı ve fırçalar, böyle bir birim, bir AC takojeneratörden daha hızlı aşınmaya tabidir. Sorun, çalışma sürecinde, fırça toplama ünitesinin böyle bir takojeneratörün çıkış sinyalinde dürtü gürültüsü üretmesidir.

Öyle ya da böyle, DC takojeneratörün çıkış sinyali, voltajı doğru bir şekilde hıza dönüştürmeyi zorlaştıran bir voltajdır, çünkü manyetik sapma akısı, mıknatısların sıcaklığına, temas noktasındaki elektrik direncine bağlıdır. toplayıcı ile fırçaların sayısı (zamanla değişir), son olarak kalıcı mıknatısların zamanla demanyetizasyonundan.

Bununla birlikte, bazı durumlarda, DC takojeneratörler, çıkış sinyalinin gösterim biçiminin yanı sıra, şaftın dönüş yönündeki değişikliğe göre bu sinyalin polaritesini tersine çevirme doğal olgusu için uygundur.

DC takojeneratörleri, kaldırılan gerilim Uout'un verilen gerilime karşılık gelen Frot dönüş frekansına oranını ifade eden bir «dönüşüm faktörü» St ile karakterize edilir.Bu parametre, takojeneratörün teknik belgelerinde belirtilmiştir ve milivolt çarpı dakikadaki devir sayısı cinsinden ölçülür. Bu parametreyi ve takojeneratörün çıkış voltajını bilerek, aşağıdaki formülü kullanarak akım frekansını hesaplayabilirsiniz:

Dahili takojeneratörlü elektrik motoru:

Asenkron AC takojeneratör

Asenkron AC takojeneratörler tasarım olarak benzerdir asenkron sincap kafesli motorlar için... Buradaki rotor, içi boş bir silindir (genellikle bakır veya alüminyum) şeklinde yapılmıştır ve stator, birbirine dik açılarda yerleştirilmiş iki sargı içerir. Stator sargılarından biri uyarma sargısı, ikincisi ise çıkış sargısıdır. Uyarma bobinine belirli bir genlik ve frekansta bir alternatif akım verilir ve çıkış bobini ölçüm cihazına bağlanır.

Sincap rotoru döndüğünde, iki bobinin manyetik akılarının başlangıçtaki dikeyliğini periyodik olarak kırar, manyetik alanların resminin bozulmasının bir sonucu olarak, çıkış bobininde periyodik olarak bir EMF indüklenir. Rotor sabitse, uyarma bobininin manyetik akısı bozulmaz ve çıkış bobininde EMF indüklenmez. Burada üretilen EMF'nin büyüklüğü, şaftın dönme hızı ile orantılıdır.

Alan sargısına sağlanan akımın, şaftın dönme hızından farklı olarak kendi frekansı olduğundan, böyle bir takojeneratöre asenkron denir. Diğer şeylerin yanı sıra, bu tasarım, rotorun dönüş yönünü çıkış sinyalinin fazına göre yargılamayı mümkün kılar - dönüş yönünü değiştirirken, faz tersine çevrilir.

senkron AC takojeneratör

Senkron takojeneratörler, fırçasız AC makinelerdir.Rotorun mıknatıslanması, statorda bir veya daha fazla sargı mevcutken kalıcı bir mıknatıs tarafından oluşturulur. Bu durumda, hem çıkış sinyalinin genliği hem de frekansı, milin dönme hızıyla orantılı olacaktır. Hız verileri bu nedenle hem genlik değeri (genlik algılama) hem de doğrudan frekans (frekans algılama) ile ölçülebilir. Ancak, senkron takojeneratörün çıkış sinyalinden dönüş yönü belirlenemez.

Senkron bir AC takojeneratörün rotoru, çok kutuplu bir mıknatıs şeklinde yapılabilir ve şaftın bir dönüşü için çıkış sinyalinde arka arkaya birkaç darbe verebilir. Bu tür takojeneratörler, asenkron olanlarla birlikte, mekanik aşınmaya eğilimli bir fırça toplama cihazına sahip olmadıkları için daha uzun hizmet ömrüne sahiptir.

Frekans tespiti

Bir senkron takojeneratörün çıkış frekansı sıcaklığa ve diğer faktörlere bağlı olmadığından, onunla yapılan frekans ölçümleri daha doğrudur. Hesaplama çok basit, rotorun p kutup çifti sayısını bilmek yeterli:

Ama aynı zamanda bir nüans var. Hesaplamaların doğruluğunun yeterince yüksek olması için, teorik olarak hızın halihazırda değişebileceği bir süre ayırmak gerekir, bu da darbeler sayılırken zararlı olan ölçüm hatasının arttığı anlamına gelir.

Ölçüm hatasını azaltmak için rotor çok kutuplu yapılmıştır, böylece hesaplamalar daha hızlı yapılabilir, ardından kontrol sisteminin tepkisi daha hızlı takip edilebilir. Bir kutup için, frekans aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

burada N, okunan darbe sayısıdır, T, darbe sayma periyodudur

Senkron bir takojeneratör için, sinyalin genliği hıza bağlı olarak değişir, bu nedenle, çıkış frekansı detektörünü tasarlarken, takojeneratörün çıkış voltajlarının tüm olası genlik aralığını hesaba katmak önemlidir.

genlik tespiti

Frekansı belirlemenin genlik yöntemiyle, frekans dedektörünün devresi daha basit olacaktır, ancak burada sıcaklık, manyetik olmayan boşluktaki değişiklik vb. gibi faktörlerin etkisini hesaba katmak önemlidir. frekans, çıkış sinyalinin genliği ne kadar büyükse, bu nedenle detektör devresi genellikle bir doğrultucudur ve Alçak geçiş filtresi, burada mV * rpm cinsinden ölçülen dönüştürme faktörü, aşağıdaki formülü kullanarak frekansı belirlemenize izin verir:

Bu makalede tartışılan geleneksel takojeneratör tiplerine ek olarak, modern teknolojilerde nabız sensörleri de kullanılmaktadır. optokuplörlere dayalı, Salon sensörleri vb. Takojeneratörlerin avantajı, bir dedektörle eşleştirildiklerinde herhangi bir ek güç kaynağına ihtiyaç duymamalarıdır. Geleneksel makine tipi takojeneratörlerin dezavantajları, düşük hızlarda düşük hassasiyet ve ortaya çıkan frenleme torkunu içerir.