Sensors de velocitat

Els tacogeneradors (màquines elèctriques de CC i CA de baixa potència) s'utilitzen com a sensors de velocitat de rotació en sistemes d'automatització. Els ponts del tacòmetre s'utilitzen per convertir la velocitat de rotació dels motors elèctrics en tensió.

Tacogeneradors de corrent continu

Els tacogeneradors de corrent continu, segons el mètode d'excitació, són de dos tipus: magnetoelèctrics (excitats per imants permanents) i electromagnètics (excitats per una bobina especial) (Fig. 1 a, b).

Tensió de sortida del tacogenerador a corrent d'excitació constant Uout = E — IRi = hereω — IRI am

on Ce = (UI am — II amRI am)/ω — una constant de màquina determinada per les dades del passaport.

A ralent (I= 0) tensió Uout = E = Ceω... Per tant, la característica estàtica del tacogenerador Uout = e (ω) en ralentí és lineal, ja que Ce = const (recta I, Fig. 1, c) .

Arròs. 1. Sensors rotatius (generadors taquimètrics de CC): a) amb excitació d'imant permanent, b) amb excitació electromagnètica, c) característica estàtica

Sota càrrega, la característica estàtica esdevé no lineal (corba 2).la seva inclinació canvia, que és conseqüència de la reacció de l'induït i de la caiguda de tensió al bobinat de l'induït del tacogenerador. En els tacogeneradors reals, hi ha una caiguda de tensió en els raspalls, que provoca l'aparició de joves insensibles (corba 3).

Per reduir la distorsió de les característiques estàtiques dels tacogeneradors, s'utilitzen a baixes càrregues (Azn = 0,01 - 0,02 A). Corrent del circuit d'induït Azi = E / (Ri + Rn) i tensió de sortida Uout = E — IRi = aquíω — IRI am.

Els tacogeneradors de corrent continu s'utilitzen àmpliament en sistemes de control automàtic d'accionaments elèctrics, com ara sensors de velocitat. Els seus avantatges són la baixa inèrcia, l'alta precisió, la mida i el pes reduïts, i per als tacogeneradors magnetoelèctrics tampoc no hi ha font d'alimentació. El desavantatge és la presència d'un col·lector amb raspalls.

Tacogeneradors de CA

Els tacogeneradors síncrons són una màquina síncrona monofàsica amb un rotor en forma d'imant permanent (Fig. 2, a) En els tacogeneradors síncrons amb un canvi de velocitat angular, la freqüència de la tensió de sortida també canvia amb l'amplitud. Les característiques estàtiques són no lineals. Els tacogeneradors sincrònics dinàmicament són elements no inercials.

Un tacogenerador asíncron és una màquina asíncrona bifàsica amb un rotor buit no magnètic (Fig. 2, b). A l'estator del tacogenerador asíncron hi ha dos bobinatges compensats per 90 (excitació de l'OF i del generador de gasos d'escapament). La bobina OB està connectada a una font de CA.

Arròs. 2. Generadors de tacòmetres de corrent altern: a — síncrons, b — asíncrons

S'indueix un EMF a la bobina d'escapament, que és la sortida, quan el rotor gira. transformació i rotació.Sota la influència d'una força electromotriu, la sortida del tacogenerador gira i hi ha una tensió Uout.

La característica estàtica d'un tacogenerador asíncron també és no lineal. Quan es canvia la rotació del rotor, la fase de la tensió de sortida canvia en 180 °.

Els tacogeneradors asíncrons s'utilitzen com a sensors de velocitat angular, velocitat de rotació i acceleració. En el segon cas, la bobina d'excitació del tacogenerador asíncron està connectada a una font de corrent continu.

Els avantatges dels tacogeneradors asíncrons són la fiabilitat, la baixa inèrcia Desavantatges: la presència d'EMF residuals a la sortida. amb rotor estacionari, dimensions relativament grans.

Ponts taquimètrics

Els ponts de tacòmetre de CC i CA s'utilitzen en sistemes d'automatització per proporcionar informació sobre la velocitat de rotació dels motors elèctrics. Això fa possible simplificar el sistema, ja que no cal una màquina elèctrica addicional: un tacogenerador. Això redueix la càrrega estàtica i dinàmica del motor executiu.

El pont taquimètric de CC és un circuit de pont especial (Fig. 3, a), en un dels braços del qual s'inclou l'induït del motor Ri, i en altres - resistències R1, R2, Rp. S'aplica una tensió de xarxa U a la diagonal ab del pont, que subministra l'induït del motor, i la tensió s'elimina de la diagonal cd U desproporcionada a la velocitat angular ω.

Arròs. 3. Pont de tacòmetre de corrent continu (a) i dispositiu de mesura sense contacte per a la velocitat de gir d'un motor asíncron (b)

Si no hi ha corrent al circuit de sortida, aleshores

Resolvant el sistema conjunt d'equacions, obtenim

Tensió de sortida del pont del tacòmetre

on Ktm és el coeficient de transmissió del pont del tacòmetre.

L'error del pont del tacòmetre és ± (2 — 5)%. Els ponts de tacòmetre dinàmics de CC són acoblaments no inercials.

Per controlar la velocitat del rotor d'un motor elèctric asíncron, s'utilitza un dispositiu de mesura sense contacte (Fig. 3, b), que conté un transformador de mesura de corrent TA i un televisor amb tensió.