مستشعرات السرعة

تُستخدم المولدات الكهربائية - وهي آلات كهربائية تعمل بالتيار المستمر والتيار المتردد منخفضة الطاقة - كمستشعرات سرعة الدوران في أنظمة الأتمتة. تستخدم جسور مقياس سرعة الدوران لتحويل سرعة دوران المحركات الكهربائية إلى جهد كهربائي.

مولدات التيار المستمر DC

المولدات الكهربائية للتيار المستمر ، اعتمادًا على طريقة الإثارة ، من نوعين: كهرومغناطيسي (متحمس بمغناطيس دائم) وكهرومغناطيسي (متحمس بواسطة ملف خاص) (الشكل 1 أ ، ب).

جهد الخرج لمولِّد سرعة الدوران عند تيار الإثارة الثابت Uout = E - IRi = hereω - IRI am

حيث Ce = (UI am - II amRI am) / - ثابت آلة تحدده بيانات جواز السفر.

عند الخمول (I = 0) الجهد Uout = E = Ceω ... لذلك ، فإن الخاصية الثابتة لمولد سرعة الدوران Uout = e (ω) عند الخمول تكون خطية ، حيث أن Ce = const (الخط المستقيم I ، الشكل 1 ، ج) .

أرز. 1. المستشعرات الدوارة (مولدات قياس سرعة الدوران DC): أ) ذات إثارة مغناطيسية دائمة ، ب) مع إثارة كهرومغناطيسية ، ج) خاصية ثابتة

تحت الحمل ، تصبح الخاصية الساكنة غير خطية (المنحنى 2).يتغير انحداره ، والذي ينتج عن تفاعل المحرك وانخفاض الجهد في ملف المحرك لمولد التاكوجينور. في المولدات الحقيقية ، هناك انخفاض في الجهد على الفرش ، مما يؤدي إلى ظهور الشباب غير حساس (المنحنى 3).

لتقليل تشويه الخصائص الثابتة للمولدات السريعة ، يتم استخدامها بأحمال منخفضة (Azn = 0.01 - 0.02 A). تيار دائرة حديد التسليح Azi = E / (Ri + Rn) والجهد الناتج Uout = E - IRi = hereω - IRI am.

تُستخدم مولدات التاكوجين DC على نطاق واسع في أنظمة التحكم الأوتوماتيكية للمحركات الكهربائية مثل مستشعرات السرعة. وتتمثل مزاياها في انخفاض القصور الذاتي ، والدقة العالية ، وصغر الحجم والوزن ، ولا يوجد أيضًا مصدر طاقة بالنسبة لمولدات التسريع الكهرومغناطيسية. العيب هو وجود مجمّع بفرشاة.

مولدات التيار المتردد

المولدات المتزامنة هي آلة متزامنة أحادية الطور مع دوار على شكل مغناطيس دائم (الشكل 2 ، أ). في المولدات المتزامنة مع تغير في السرعة الزاوية ، يتغير تردد جهد الخرج أيضًا مع السعة. الخصائص الساكنة غير خطية. المولدات المتزامنة ديناميكيًا هي عناصر غير بالقصور الذاتي.

مولد التاكوجينور غير المتزامن هو آلة غير متزامنة ثنائية الطور مع دوار مجوف غير مغناطيسي (الشكل 2 ، ب). يوجد على الجزء الثابت للمولدات غير المتزامنة ملفان يقابلهما 90 (إثارة OF ومولد غاز العادم). ملف OB متصل بمصدر تيار متردد.

أرز. 2. مولدات مقياس سرعة الدوران بالتيار المتردد: أ - متزامن ، ب - غير متزامن

يتم إحداث EMF في ملف العادم ، وهو الإخراج ، عندما يدور الدوار. التحول والتناوب.تحت تأثير القوة الدافعة الكهربائية ، يدور ناتج مولد التاكوجينور ويوجد جهد Uout.

الخاصية الساكنة لمولِّد السرعة غير المتزامن هي أيضًا غير خطية. عند تغيير دوران الدوار ، تتغير طور جهد الخرج بمقدار 180 درجة.

تستخدم المولدات غير المتزامنة كمستشعرات للسرعة الزاوية وسرعة الدوران والتسارع. في الحالة الثانية ، يتم توصيل ملف الإثارة للمولّد غير المتزامن لمصدر التيار المباشر.

مزايا المولدات غير المتزامنة هي الموثوقية والقصور الذاتي المنخفض العيوب - وجود EMF المتبقي في الإخراج. مع دوار ثابت ، أبعاد كبيرة نسبيًا.

جسور قياس سرعة الدوران

تُستخدم جسور مقياس سرعة الدوران DC و AC في أنظمة التشغيل الآلي لتقديم ملاحظات حول سرعة دوران المحركات الكهربائية. هذا يجعل من الممكن تبسيط النظام ، حيث لا توجد حاجة لآلة كهربائية إضافية - مولد كهربائي. هذا يقلل من الحمل الساكن والديناميكي على المحرك التنفيذي.

جسر سرعة الدوران DC عبارة عن دائرة جسر خاص (الشكل 3 ، أ) ، في أحد أذرع المحرك التي تم تضمينها في المحرك Ri ، وفي أخرى - المقاومات R1 ، R2 ، Rp. يتم تطبيق جهد التيار الكهربائي U على القطر ab للجسر ، والذي يوفر المحرك للمحرك ، ويتم إزالة الجهد من القرص المضغوط Uout المتناسب مع السرعة الزاوية ω.

أرز. 3. جسر مقياس سرعة الدوران DC (أ) وجهاز قياس عدم التلامس لسرعة دوران محرك غير متزامن (ب)

إذا لم يكن هناك تيار في دائرة الإخراج ، إذن

نحصل على حل نظام المعادلات المشترك

الجهد الناتج جسر مقياس سرعة الدوران

حيث Ktm هو معامل النقل لجسر مقياس سرعة الدوران.

خطأ جسر مقياس سرعة الدوران هو ± (2-5)٪. جسور مقياس سرعة الدوران الديناميكي DC عبارة عن اقتران غير بالقصور الذاتي.

للتحكم في سرعة الدوار لمحرك كهربائي غير متزامن ، يتم استخدام جهاز قياس غير متصل (الشكل 3 ، ب) ، يحتوي على محول قياس للتيار TA وجهاز تلفزيون بجهد كهربائي.