Generator tacho — jenis, perangkat, dan prinsip operasi

Kata "tachogenerator" berasal dari dua kata - dari bahasa Yunani "tachos" yang berarti "cepat" dan dari bahasa Latin "generator". Tachogenerator adalah mesin mikro pengukur listrik variabel atau konstan, yang dipasang pada poros peralatan dan mengubah nilai arus dari kecepatan putaran poros menjadi sinyal listrik, yang parameternya membawa informasi tentang frekuensi putaran.

Parameter ini bisa EMF yang dihasilkan atau nilai frekuensi sinyal. Sinyal keluaran dari tachogenerator dapat diumpankan ke tampilan visual (misalnya tampilan) atau ke perangkat kontrol kecepatan poros otomatis tempat tachogenerator beroperasi.

Tacho generator terdiri dari beberapa jenis, tergantung pada jenis sinyal yang dihasilkan pada keluaran: dengan tegangan bolak-balik atau sinyal arus (tachogenerator asinkron atau sinkron), atau dengan sinyal konstan.

Tachogenerator DC

Tachogenerator DC adalah mesin kolektor dengan eksitasi baik dengan magnet permanen (lebih umum) atau dengan koil yang menarik (kurang umum) yang terletak di statornya. Ggl pengukur diinduksi pada belitan rotor tachogenerator dan ternyata berbanding lurus dengan kecepatan sudut rotasi rotor, sebenarnya dengan laju perubahan fluks magnet, sesuai dengan tepat. dengan hukum induksi elektromagnetik.

Sinyal keluaran - tegangan yang nilainya juga berbanding lurus dengan kecepatan sudut rotasi rotor - dihilangkan melalui sikat dari kolektor. Karena pekerjaan melibatkan kolektor dan kuas, unit seperti itu lebih cepat aus daripada tachogenerator AC. Masalahnya adalah bahwa dalam proses kerjanya, unit pengumpul sikat menghasilkan derau impuls pada sinyal keluaran tachogenerator semacam itu.

Dengan satu atau lain cara, sinyal keluaran tachogenerator DC adalah tegangan, yang membuatnya sulit untuk secara akurat mengubah tegangan menjadi kecepatan, karena fluks defleksi magnetik bergantung pada suhu magnet, pada hambatan listrik pada titik kontak. sikat dengan kolektor (yang berubah seiring waktu ), akhirnya — dari demagnetisasi magnet permanen seiring waktu.

Namun demikian, dalam beberapa kasus, tachogenerator DC cocok untuk bentuk representasi sinyal keluaran, serta fenomena alami pembalikan polaritas sinyal ini sesuai dengan perubahan arah putaran poros.

Tachogenerator DC dicirikan oleh «faktor transformasi» St, yang menyatakan rasio tegangan yang dilepas Uout dengan frekuensi rotasi Frot yang sesuai dengan tegangan yang diberikan.Parameter ini ditentukan dalam dokumentasi teknis untuk tachogenerator dan diukur dalam milivolt dikalikan dengan putaran per menit. Mengetahui parameter ini dan tegangan keluaran dari tachogenerator, Anda dapat menghitung frekuensi arus menggunakan rumus:

Motor listrik dengan tachogenerator bawaan:

Tachogenerator AC asinkron

Tachogenerator AC asinkron memiliki desain yang serupa untuk motor sangkar-tupai asinkron… Rotor di sini dibuat dalam bentuk silinder berongga (biasanya tembaga atau aluminium), dan stator berisi dua belitan yang terletak tegak lurus satu sama lain. Salah satu belitan stator adalah belitan eksitasi, yang kedua adalah belitan keluaran. Arus bolak-balik dengan amplitudo dan frekuensi tertentu disuplai ke koil eksitasi, dan koil keluaran dihubungkan ke alat pengukur.

Ketika rotor tupai berputar, secara berkala memecah ortogonalitas awal dari fluks magnet dari dua kumparan, sebagai akibat dari distorsi gambar medan magnet, EMF diinduksi secara berkala dalam kumparan keluaran. Jika rotor stasioner, maka fluks magnet kumparan eksitasi tidak terdistorsi dan tidak ada EMF yang diinduksi pada kumparan keluaran. Di sini, besarnya EMF yang dihasilkan sebanding dengan kecepatan putaran poros.

Karena arus yang disuplai ke belitan medan memiliki frekuensinya sendiri, berbeda dari kecepatan putaran poros, tachogenerator semacam itu disebut asinkron. Antara lain, desain ini memungkinkan untuk menilai arah putaran rotor dengan fase sinyal keluaran - saat mengubah arah putaran, fase dibalik.

Tachogenerator AC sinkron

Tachogenerator sinkron adalah mesin AC tanpa sikat.Magnetisasi rotor dibuat oleh magnet permanen sementara satu atau lebih belitan ada di stator. Dalam hal ini, amplitudo sinyal keluaran dan frekuensinya akan sebanding dengan kecepatan putaran poros. Oleh karena itu, data kecepatan dapat diukur dengan nilai amplitudo (deteksi amplitudo) dan secara langsung dengan frekuensi (deteksi frekuensi). Namun, arah putaran tidak dapat ditentukan dari sinyal keluaran tachogenerator sinkron.

Rotor tachogenerator AC sinkron dapat dibuat dalam bentuk magnet multikutub dan memberikan beberapa pulsa berturut-turut dalam sinyal keluaran untuk satu putaran poros. Tachogenerator seperti itu, bersama dengan yang asinkron, memiliki masa pakai lebih lama, karena mereka tidak memiliki perangkat pengumpul sikat yang rentan terhadap keausan mekanis.

Deteksi frekuensi

Karena frekuensi keluaran tachogenerator sinkron tidak bergantung pada suhu dan faktor lainnya, pengukuran frekuensi dengannya lebih akurat. Perhitungannya sangat sederhana, cukup mengetahui jumlah pasangan kutub p dari rotor:

Tapi ada juga nuansanya. Agar akurasi perhitungan cukup tinggi, perlu dialokasikan waktu yang secara teoritis kecepatannya sudah bisa berubah, artinya saat pulsa dihitung, kesalahan pengukuran meningkat, yang berbahaya.

Untuk mengurangi kesalahan pengukuran maka rotor dibuat multi kutub agar perhitungan dapat dilakukan lebih cepat, kemudian respon dari sistem kontrol dapat mengikuti lebih cepat. Untuk satu kutub, frekuensi dihitung menggunakan rumus berikut:

di mana N adalah jumlah pulsa yang dibaca, T adalah periode penghitungan pulsa

Untuk tachogenerator sinkron, amplitudo sinyal berubah tergantung pada kecepatan, oleh karena itu, ketika mendesain detektor frekuensi keluaran, penting untuk mempertimbangkan seluruh kemungkinan rentang amplitudo tegangan keluaran tachogenerator.

Deteksi amplitudo

Dengan metode amplitudo penentuan frekuensi, rangkaian detektor frekuensi akan lebih sederhana, tetapi di sini penting untuk memperhitungkan pengaruh faktor-faktor seperti: suhu, perubahan celah non-magnetik, dll. frekuensi , semakin besar amplitudo sinyal keluaran, oleh karena itu rangkaian detektor biasanya merupakan penyearah dan Filter lolos rendah, di mana faktor konversi yang diukur dalam mV * rpm memungkinkan Anda menentukan frekuensi menggunakan rumus berikut:

Selain jenis tachogenerator tradisional yang dibahas dalam artikel ini, sensor pulsa juga digunakan dalam teknologi modern. berdasarkan optocoupler, Sensor aula dll. Keuntungan dari tachogenerator adalah ketika dipasangkan dengan detektor, mereka tidak memerlukan sumber daya tambahan. Kerugian tachogenerator tipe mesin tradisional termasuk sensitivitas yang buruk pada kecepatan rendah dan torsi pengereman yang diperkenalkan.