cảm biến tốc độ

Máy phát điện xoay chiều—máy điện DC và AC công suất thấp—được sử dụng làm cảm biến tốc độ quay trong các hệ thống tự động hóa. Cầu máy đo tốc độ được sử dụng để chuyển đổi tốc độ quay của động cơ điện thành điện áp.

máy phát điện một chiều

Máy phát điện một chiều, tùy thuộc vào phương pháp kích thích, có hai loại: điện từ (được kích thích bằng nam châm vĩnh cửu) và điện từ (được kích thích bằng một cuộn dây đặc biệt) (Hình 1 a, b).

Điện áp đầu ra của máy phát tốc ở dòng điện kích thích không đổi Uout = E — IRi = hereω — IRI am

trong đó Ce = (UI am — II amRI am)/ω — hằng số máy được xác định bởi dữ liệu hộ chiếu.

Điện áp ở chế độ chờ (I = 0) Uout = E = Ceω... Do đó, đặc tính tĩnh của máy phát điện Uout = e (ω) ở chế độ không tải là tuyến tính, vì Ce = const (đường thẳng I, Hình 1, c) .

Cơm. 1. Cảm biến quay (máy phát tốc độ dòng điện một chiều): a) có kích thích nam châm vĩnh cửu, b) có kích thích điện từ, c) đặc tính tĩnh

Dưới tải, đặc tính tĩnh trở thành phi tuyến tính (đường cong 2).độ dốc của nó thay đổi, đó là hệ quả của phản ứng phần ứng và sự sụt giảm điện áp trong cuộn dây phần ứng của máy phát tốc. Trong các máy phát điện thực tế, có sự sụt giảm điện áp trên bàn chải, dẫn đến sự xuất hiện của tuổi trẻ không nhạy cảm (đường cong 3).

Để giảm sự biến dạng của các đặc tính tĩnh của máy phát điện tachogen, chúng được sử dụng ở mức tải thấp (Azn = 0,01 — 0,02 A). Dòng điện mạch phần ứng Azi = E/(Ri + Rn) và điện áp ra Uout = E—IRi = đâyω—IRI am.

Máy phát điện một chiều được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển tự động cho các ổ điện như cảm biến tốc độ. Ưu điểm của chúng là quán tính thấp, độ chính xác cao, kích thước và trọng lượng nhỏ, đối với máy phát điện từ trường cũng không có nguồn điện. Nhược điểm là sự hiện diện của một bộ sưu tập với bàn chải.

máy phát điện xoay chiều

Máy phát điện đồng bộ là máy điện đồng bộ một pha có rôto ở dạng nam châm vĩnh cửu (Hình 2, a) Trong máy phát điện đồng bộ có vận tốc góc thay đổi, tần số của điện áp đầu ra cũng thay đổi theo biên độ. Đặc tính tĩnh là phi tuyến tính. Máy phát điện đồng bộ động là các phần tử phi quán tính.

Máy phát điện tốc độ không đồng bộ là máy không đồng bộ hai pha có rôto rỗng không từ tính (Hình 2, b). Trên stato của máy phát điện không đồng bộ có hai cuộn dây lệch nhau 90 (kích thích của OF và máy phát khí thải). Cuộn dây OB được nối với nguồn xoay chiều.

Cơm. 2. Máy phát điện xoay chiều máy đo tốc độ: a — đồng bộ, b — không đồng bộ

Một EMF được tạo ra trong cuộn dây xả, là đầu ra khi rôto quay. phép biến hình và phép quay.Dưới tác động của một suất điện động, đầu ra của máy phát điện quay và có điện áp Uout.

Đặc tính tĩnh của máy phát tốc không đồng bộ cũng là phi tuyến tính. Khi thay đổi vòng quay của rôto, pha của điện áp đầu ra thay đổi 180 °.

Máy phát điện không đồng bộ được sử dụng làm cảm biến cho vận tốc góc, vận tốc quay và gia tốc. Trong trường hợp thứ hai, cuộn dây kích thích của máy phát điện không đồng bộ được kết nối với nguồn điện một chiều.

Ưu điểm của máy phát điện không đồng bộ là độ tin cậy, quán tính thấp... Nhược điểm — sự hiện diện của EMF dư ở đầu ra. với rôto cố định, kích thước tương đối lớn.

cầu tốc độ

Cầu đo tốc độ DC và AC được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa để cung cấp thông tin phản hồi về tốc độ quay của động cơ điện. Điều này giúp đơn giản hóa hệ thống, vì không cần thêm một máy điện - máy phát điện. Điều này làm giảm tải tĩnh và động trên động cơ điều hành.

Cầu đo tốc độ DC là một mạch cầu đặc biệt (Hình 3, a), ở một trong các nhánh bao gồm phần ứng của động cơ Ri, và ở các nhánh khác - điện trở R1, R2, Rp. Một điện áp nguồn U được đặt vào đường chéo ab của cầu, cung cấp điện cho phần ứng của động cơ, và điện áp này được loại bỏ khỏi đường chéo cd U theo tỷ lệ với vận tốc góc ω.

Cơm. 3. Cầu đo tốc độ DC (a) và thiết bị đo tốc độ quay của động cơ không đồng bộ không tiếp xúc (b)

Nếu không có dòng điện trong mạch đầu ra, thì

Giải hệ phương trình chung, ta được

Điện áp đầu ra của cầu máy đo tốc độ

trong đó Ktm là hệ số truyền của cầu máy đo tốc độ.

Sai số của cầu máy đo tốc độ là ± (2 — 5)%. Cầu máy đo tốc độ động DC là khớp nối phi quán tính.

Để điều khiển tốc độ rôto của động cơ điện không đồng bộ, người ta sử dụng thiết bị đo không tiếp xúc (Hình 3, b), chứa biến áp đo dòng điện TA và TV có điện áp.