מחוללי טאצ'ו ​​- סוגים, מכשיר ועיקרון הפעולה

המילה "טאכוגנרטור" מגיעה משתי מילים - מיוונית "טאצ'וס" שמשמעותה "מהיר" ומהלטינית "מחולל". הטכוגנרטור הוא מכונת מיקרו מדידה חשמלית משתנה או קבועה, המותקנת על פיר הציוד וממירה את הערך הנוכחי של מהירות הסיבוב של הפיר לאות חשמלי, שהפרמטר שלו נושא מידע על תדירות הסיבוב.

פרמטר זה יכול להיות EMF שנוצר או ערך התדר של האות. אות המוצא מהטכוגנרטור עשוי להיות מוזן לתצוגה ויזואלית (למשל תצוגה) או למכשיר בקרת מהירות פיר אוטומטית שעליו פועל הטכוגנרטור.

מחוללי טאצ'ו ​​הם מכמה סוגים, בהתאם לסוג האות שנוצר במוצא: עם אות מתח חילופין או זרם (מחוללי טכו אסינכרוני או סינכרוני), או עם אות קבוע.

טכוגנרטור DC

טכוגנרטור DC הוא מכונת קולט עם עירור או על ידי מגנטים קבועים (נפוץ יותר) או על ידי סליל מלהיב (פחות נפוץ) הממוקם על הסטטור שלו. ה-emf המדיד מושרה על פיתול הרוטור של הטכוגנרטור ומתגלה כפרופורציונלי ישר למהירות הסיבוב הזוויתית של הרוטור, למעשה לקצב השינוי של השטף המגנטי, בהתאמה מדויקת. עם חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית.

אות המוצא - מתח שערכו גם פרופורציונלי ישירות למהירות הסיבוב הזוויתית של הרוטור - מוסר דרך המברשות מהאספן. מכיוון שהתפקיד כולל אספן ומברשות, יחידה כזו נתונה לבלאי מהיר יותר מאשר טכוגנרטור AC. הבעיה היא שבתהליך עבודתה, יחידת איסוף המברשות מייצרת רעש דחף באות המוצא של טכוגנרטור כזה.

כך או אחרת, אות המוצא של הטכוגנרטור DC הוא מתח, המקשה על המרת המתח במדויק למהירות, מכיוון ששטף ההטיה המגנטי תלוי בטמפרטורת המגנטים, בהתנגדות החשמלית בנקודת המגע. של המברשות עם האספן (שמשתנה עם הזמן), לבסוף - מדה-מגנטיזציה של מגנטים קבועים לאורך זמן.

עם זאת, במקרים מסוימים טכוגנרטורים DC נוחים לצורת הייצוג של אות המוצא, כמו גם לתופעה הטבעית של היפוך הקוטביות של אות זה בהתאם לשינוי בכיוון הסיבוב של הציר.

טכוגנרטורים DC מאופיינים על ידי «גורם טרנספורמציה» St, המבטא את היחס בין המתח Uout שהוסר לתדר הסיבוב Frot המתאים למתח הנתון.פרמטר זה מצוין בתיעוד הטכני של הטכוגנרטור והוא נמדד במיליוולט כפול סיבובים לדקה. הכרת פרמטר זה ואת מתח המוצא מהטכוגנרטור, אתה יכול לחשב את התדר הנוכחי באמצעות הנוסחה:

מנוע חשמלי עם טכוגנרטור מובנה:

טכוגנרטור AC אסינכרוני

טכוגנרטורים AC אסינכרוניים דומים בעיצובם עבור מנועי כלוב סנאי אסינכרוני... הרוטור כאן עשוי בצורת גליל חלול (בדרך כלל נחושת או אלומיניום), והסטטור מכיל שני פיתולים הממוקמים בזוויות ישרות זה לזה. אחד מפיתולי הסטטור הוא פיתול עירור, השני הוא פיתול הפלט. זרם חילופין של משרעת ותדירות מסוימים מסופק לסליל העירור, וסליל המוצא מחובר למכשיר המדידה.

כאשר רוטור הסנאי מסתובב, הוא שובר מעת לעת את האורתוגונליות הראשונית של השטפים המגנטיים של שני הסלילים, כתוצאה מעיוות התמונה של השדות המגנטיים, EMF מושרה מעת לעת בסליל המוצא. אם הרוטור נייח, אז השטף המגנטי של סליל העירור אינו מעוות ולא מושרה EMF בסליל המוצא. כאן, גודל ה-EMF שנוצר הוא פרופורציונלי למהירות הסיבוב של הציר.

מכיוון שלזרם המסופק לפתלת השדה יש ​​תדר משלו, השונה ממהירות הסיבוב של הפיר, טכוגנרטור כזה נקרא אסינכרוני. בין היתר, עיצוב זה מאפשר לשפוט את כיוון הסיבוב של הרוטור לפי הפאזה של אות המוצא - כאשר משנים את כיוון הסיבוב, הפאזה מתהפכת.

טכוגנרטור AC סינכרוני

טכוגנרטורים סינכרוניים הם מכונות AC ללא מברשות.המגנטיזציה של הרוטור נוצרת על ידי מגנט קבוע בזמן שפיתול אחד או יותר קיים על הסטטור. במקרה זה, גם המשרעת של אות המוצא וגם התדר שלו יהיו פרופורציונליים למהירות הסיבוב של הציר. לכן ניתן למדוד נתוני מהירות הן לפי ערך משרעת (זיהוי משרעת) והן ישירות לפי תדר (זיהוי תדר). עם זאת, לא ניתן לקבוע את כיוון הסיבוב מתוך אות המוצא של הטכוגנרטור הסינכרוני.

הרוטור של טכוגנרטור AC סינכרוני יכול להתבצע בצורה של מגנט רב קוטבי ולתת מספר פולסים ברצף באות המוצא עבור סיבוב אחד של הציר. טכוגנרטורים כאלה, יחד עם אלה אסינכרוניים, הם בעלי חיי שירות ארוכים יותר, מכיוון שאין להם מכשיר איסוף מברשות הנוטה לבלאי מכני.

זיהוי תדרים

מכיוון שתדר המוצא של טכוגנרטור סינכרוני אינו תלוי בטמפרטורה ובגורמים אחרים, מדידות התדר איתו מדויקות יותר. החישוב פשוט מאוד, מספיק לדעת את מספר זוגות הקטבים p של הרוטור:

אבל יש גם ניואנס. על מנת שהדיוק של החישובים יהיה גבוה מספיק, יש צורך להקצות זמן שבמהלכו תיאורטית המהירות כבר יכולה להשתנות, מה שאומר שבזמן ספירת הפולסים, שגיאת המדידה גוברת, וזה מזיק.

כדי להפחית את שגיאת המדידה, הרוטור עשוי רב-קוטבי כך שניתן לבצע את החישובים מהר יותר, ואז התגובה של מערכת הבקרה יכולה לעקוב מהר יותר. עבור קוטב אחד, התדירות מחושבת באמצעות הנוסחה הבאה:

כאשר N הוא מספר הפולסים שנקראו, T הוא תקופת ספירת הפולסים

עבור טכוגנרטור סינכרוני, משרעת האות משתנה בהתאם למהירות, לכן, בעת תכנון גלאי תדר המוצא, חשוב לקחת בחשבון את כל הטווח האפשרי של אמפליטודות של מתחי המוצא של הטכוגנרטור.

זיהוי משרעת

בשיטת המשרעת לקביעת התדר, המעגל של גלאי התדר יהיה פשוט יותר, אך כאן חשוב לקחת בחשבון את ההשפעה של גורמים כגון: טמפרטורה, שינוי בפער הלא מגנטי וכדומה. תדר, ככל שהמשרעת של אות המוצא גדולה יותר, לכן מעגל הגלאי הוא בדרך כלל מיישר ו מסנן מעביר נמוך, כאשר מקדם ההמרה הנמדד בmV * rpm מאפשר לך לקבוע את התדר באמצעות הנוסחה הבאה:

בנוסף לסוגים המסורתיים של טכוגנרטורים הנדונים במאמר זה, חיישני דופק משמשים גם בטכנולוגיות מודרניות. מבוסס על מצמדים אופטו, חיישני הול וכו' היתרון של טכוגנרטורים הוא שכאשר הם משולבים עם גלאי, הם אינם דורשים מקורות כוח נוספים. החסרונות של טכוגנרטורים מסורתיים מסוג מכונה כוללים רגישות ירודה במהירויות נמוכות ומומנט בלימה.