Sensor kecepatan

Tachogenerator—mesin listrik DC dan AC berdaya rendah—digunakan sebagai sensor kecepatan rotasi dalam sistem otomasi. Jembatan tachometer digunakan untuk mengubah kecepatan putaran motor listrik menjadi tegangan.

Tachogenerator DC

Tachogenerator DC, tergantung pada metode eksitasi, terdiri dari dua jenis: magnetoelektrik (dirangsang oleh magnet permanen) dan elektromagnetik (dirangsang oleh kumparan khusus) (Gbr. 1 a, b).

Tegangan keluaran tachogenerator pada arus eksitasi konstan Uout = E — IRI = hereω — IRI am

di mana Ce = (UI am — II amRI am)/ω — konstanta mesin yang ditentukan oleh data paspor.

Saat idle (I= 0) tegangan Uout = E = Ceω... Oleh karena itu, karakteristik statis dari tachogenerator Uout = e (ω) saat idle adalah linier, karena Ce = const (garis lurus I, Gbr. 1, c) .

Beras. 1. Sensor putar (generator tachometric DC): a) dengan eksitasi magnet permanen, b) dengan eksitasi elektromagnetik, c) karakteristik statis

Di bawah beban, karakteristik statis menjadi non-linier (kurva 2).kemiringannya berubah, yang merupakan konsekuensi dari reaksi jangkar dan penurunan tegangan pada belitan jangkar tachogenerator. Pada tachogenerator asli, ada penurunan tegangan pada sikat, yang menyebabkan munculnya pemuda yang tidak peka (kurva 3).

Untuk mengurangi distorsi karakteristik statis tachogenerator, digunakan pada beban rendah (Azn = 0,01 — 0,02 A). Arus rangkaian jangkar Azi = E / (Ri + Rn) dan tegangan keluaran Uout = E — IRi = hereω — IRI am.

Tachogenerator DC banyak digunakan dalam sistem kontrol otomatis untuk penggerak listrik seperti sensor kecepatan. Keunggulannya adalah inersia rendah, akurasi tinggi, ukuran dan berat kecil, dan untuk tachogenerator magnetoelektrik juga tidak ada sumber daya. Kerugiannya adalah adanya kolektor dengan kuas.

tachogenerator AC

Tachogenerator sinkron adalah mesin sinkron fase tunggal dengan rotor dalam bentuk magnet permanen (Gbr. 2, a) Pada tachogenerator sinkron dengan perubahan kecepatan sudut, frekuensi tegangan keluaran juga berubah dengan amplitudo. Karakteristik statis tidak linier. Tachogenerator yang sinkron secara dinamis adalah elemen non-inersia.

Tachogenerator asinkron adalah mesin asinkron dua fase dengan rotor non-magnetik berongga (Gbr. 2, b). Pada stator tachogenerator asinkron ada dua belitan yang diimbangi dengan 90 (eksitasi OF dan generator gas buang). Koil OB terhubung ke sumber AC.

Beras. 2. Generator takometer arus bolak-balik: a — sinkron, b — asinkron

EMF diinduksi dalam koil buang, yang merupakan output, saat rotor berputar. transformasi dan rotasi.Di bawah pengaruh gaya gerak listrik, output dari tachogenerator berputar dan ada tegangan Uout.

Karakteristik statis dari tachogenerator asinkron juga non-linear. Saat mengubah putaran rotor, fase tegangan keluaran berubah sebesar 180 °.

Tachogenerator asinkron digunakan sebagai sensor untuk kecepatan sudut, kecepatan rotasi, dan akselerasi. Dalam kasus kedua, koil eksitasi dari tachogenerator asinkron dihubungkan ke sumber arus searah.

Keuntungan dari tachogenerator asinkron adalah keandalan, inersia rendah Kerugian — adanya sisa EMF pada output. dengan rotor stasioner, dimensi relatif besar.

Jembatan takometrik

Jembatan tachometer DC dan AC digunakan dalam sistem otomasi untuk memberikan umpan balik pada kecepatan rotasi motor listrik. Ini memungkinkan untuk menyederhanakan sistem, karena tidak diperlukan mesin listrik tambahan - tachogenerator. Ini mengurangi beban statis dan dinamis pada motor eksekutif.

Jembatan tachometrik DC adalah rangkaian jembatan khusus (Gbr. 3, a), di salah satu lengan yang termasuk angker mesin Ri, dan di sisi lain - resistor R1, R2, Rp. Tegangan listrik U diterapkan ke diagonal ab jembatan, yang memasok angker motor, dan tegangan dihilangkan dari diagonal cd U di luar proporsi kecepatan sudut ω.

Beras. 3. Jembatan tachometer DC (a) dan alat pengukur non-kontak untuk kecepatan putaran motor asinkron (b)

Jika tidak ada arus di rangkaian keluaran, maka

Memecahkan sistem persamaan bersama, kita dapatkan

Tegangan output jembatan tachometer

di mana Ktm adalah koefisien transmisi jembatan tachometer.

Kesalahan jembatan tachometer adalah ± (2 — 5)%. Jembatan tachometer DC dinamis adalah kopling non-inersia.

Untuk mengontrol kecepatan rotor motor listrik asinkron, digunakan alat pengukur non-kontak (Gbr. 3, b), yang berisi transformator pengukur arus TA dan TV dengan tegangan.