חיישני מהירות

טכוגנרטורים - מכונות חשמליות DC ו-AC בהספק נמוך - משמשים כחיישני מהירות סיבוב במערכות אוטומציה. גשרי טכומטר משמשים להמרת מהירות הסיבוב של מנועים חשמליים למתח.

טכוגנרטורים DC

טכוגנרטורים DC, בהתאם לשיטת העירור, הם משני סוגים: מגנו-אלקטריים (מתרגשים על ידי מגנטים קבועים) ואלקטרומגנטיים (מתרגשים על ידי סליל מיוחד) (איור 1 א, ב).

מתח המוצא של הטכוגנרטור בזרם עירור קבוע Uout = E — IRi = hereω — IRI am

כאשר Ce = (UI am - II amRI am)/ω - קבוע מכונה שנקבע על ידי נתוני הדרכון.

במצב סרק (I= 0) מתח Uout = E = Ceω... לכן, המאפיין הסטטי של הטכוגנרטור Uout = e (ω) במצב סרק הוא ליניארי, שכן Ce = const (קו ישר I, איור 1, c) .

אורז. 1. חיישנים סיבוביים (גנרטורים טכומטריים DC): א) עם עירור מגנט קבוע, ב) עם עירור אלקטרומגנטי, ג) מאפיין סטטי

תחת עומס, המאפיין הסטטי הופך לא ליניארי (עקומה 2).השיפוע שלו משתנה, שהוא תוצאה של תגובת האבזור וירידת המתח בפיתול האבזור של הטכוגנרטור. בטכוגנרטורים אמיתיים יש נפילת מתח על המברשות, מה שמוביל להופעת נוער חסר רגישות (עקומה 3).

כדי להפחית את העיוות של המאפיינים הסטטיים של טכוגנרטורים, הם משמשים בעומסים נמוכים (Azn = 0.01 - 0.02 A). זרם מעגל האבזור Azi = E / (Ri + Rn) ומתח המוצא Uout = E — IRi = hereω — IRI am.

טכוגנרטורים DC נמצאים בשימוש נרחב במערכות בקרה אוטומטיות עבור כוננים חשמליים כגון חיישני מהירות. היתרונות שלהם הם אינרציה נמוכה, דיוק גבוה, גודל ומשקל קטן, וגם עבור טכוגנרטורים מגנטו-אלקטריים אין גם מקור כוח. החיסרון הוא נוכחות של אספן עם מברשות.

טכוגנרטורים AC

טכוגנרטורים סינכרוניים הם מכונה סינכרונית חד פאזית עם רוטור בצורת מגנט קבוע (איור 2, א) בטכוגנרטורים סינכרוניים עם שינוי במהירות הזוויתית, תדירות מתח המוצא משתנה גם עם המשרעת. מאפיינים סטטיים אינם ליניאריים. טכוגנרטורים סינכרוניים דינמיים הם אלמנטים לא אינרציאליים.

טכוגנרטור אסינכרוני הוא מכונה אסינכרונית דו פאזית עם רוטור חלול לא מגנטי (איור 2, ב). על הסטטור של הטכוגנרטור האסינכרוני יש שתי פיתולים מקוזזים ב-90 (עירור של ה-OF ומחולל גז הפליטה). סליל ה-OB מחובר למקור AC.

אורז. 2. מחולל טכומטר זרם חילופין: a - סינכרוני, ב - אסינכרוני

EMF מושרה בסליל הפליטה, שהוא הפלט, כאשר הרוטור מסתובב. טרנספורמציה וסיבוב.בהשפעת כוח אלקטרו-מוטורי, הפלט של הטכוגנרטור מסתובב ויש מתח Uout.

המאפיין הסטטי של טכוגנרטור אסינכרוני הוא גם לא ליניארי. בעת שינוי סיבוב הרוטור, הפאזה של מתח המוצא משתנה ב-180 מעלות.

טכוגנרטורים אסינכרוניים משמשים כחיישנים למהירות זוויתית, מהירות סיבוב ותאוצה. במקרה השני, סליל העירור של הטכוגנרטור האסינכרוני מחובר למקור זרם ישר.

היתרונות של טכוגנרטורים אסינכרוניים הם אמינות, אינרציה נמוכה. חסרונות - נוכחות של EMF שיורית במוצא. עם רוטור נייח, ממדים גדולים יחסית.

גשרים טכומטריים

גשרי טכומטר DC ו-AC משמשים במערכות אוטומציה כדי לספק משוב על מהירות הסיבוב של מנועים חשמליים. זה מאפשר לפשט את המערכת, שכן אין צורך במכונה חשמלית נוספת - טכוגנרטור. זה מפחית את העומס הסטטי והדינמי על מנוע המנהלים.

הגשר הטכומטרי DC הוא מעגל גשר מיוחד (איור 3, א), באחת מזרועותיו כלול אבזור המנוע Ri, ובאחרים - נגדים R1, R2, Rp. מתח רשת U מופעל על האלכסון ab של הגשר, המספק את האבזור של המנוע, והמתח מוסר מה-cd האלכסוני U ללא פרופורציה למהירות הזוויתית ω.

אורז. 3. גשר טכומטר DC (א) ומכשיר מדידה ללא מגע למהירות הסיבוב של מנוע אסינכרוני (ב)

אם אין זרם במעגל המוצא, אז

פתרון מערכת המשוואות המשותפת, נקבל

מתח מוצא של גשר טכומטר

כאשר Ktm הוא מקדם ההעברה של גשר הטכומטר.

השגיאה של גשר הטכומטר היא ± (2 - 5)%. גשרי טכומטר DC דינמיים הם צימוד לא אינרציאלי.

כדי לשלוט על מהירות הרוטור של מנוע חשמלי אסינכרוני, נעשה שימוש במכשיר מדידה ללא מגע (איור 3, ב), המכיל שנאי מדידה של זרם TA וטלוויזיה עם מתח.