Sensores de velocidade

Tacogeradores - máquinas elétricas DC e AC de baixa potência - são usados ​​como sensores de velocidade rotacional em sistemas de automação. Pontes de tacômetro são usadas para converter a velocidade de rotação de motores elétricos em tensão.

tacogeradores DC

Os tacogeradores CC, dependendo do método de excitação, são de dois tipos: magnetoelétricos (excitados por ímãs permanentes) e eletromagnéticos (excitados por uma bobina especial) (Fig. 1 a, b).

Tensão de saída do tacogerador em corrente de excitação constante Uout = E — IRi = hereω — IRI am

onde Ce = (UI am — II amRI am)/ω — uma constante de máquina determinada pelos dados do passaporte.

Em marcha lenta (I= 0) tensão Uout = E = Ceω... Portanto, a característica estática do tacogerador Uout = e (ω) em marcha lenta é linear, pois Ce = const (linha reta I, Fig. 1, c) .

Arroz. 1. Sensores rotativos (geradores tacométricos CC): a) com excitação de ímã permanente, b) com excitação eletromagnética, c) característica estática

Sob carga, a característica estática torna-se não linear (curva 2).sua inclinação muda, o que é consequência da reação da armadura e da queda de tensão no enrolamento da armadura do tacogerador. Em tacogeradores reais, há uma queda de tensão nas escovas, o que leva ao aparecimento de jovens insensíveis (curva 3).

Para reduzir a distorção das características estáticas dos tacogeradores, eles são usados ​​em cargas baixas (Azn = 0,01 — 0,02 A). Corrente do circuito de armadura Azi = E / (Ri + Rn) e tensão de saída Uout = E — IRi = hereω — IRI am.

Os tacogeradores CC são amplamente utilizados em sistemas de controle automático para acionamentos elétricos, como sensores de velocidade. Suas vantagens são baixa inércia, alta precisão, tamanho e peso pequenos, e para tacogeradores magnetoelétricos também não há fonte de energia. A desvantagem é a presença de um coletor com escovas.

tacogeradores AC

Os tacogeradores síncronos são uma máquina síncrona monofásica com um rotor na forma de um ímã permanente (Fig. 2, a) Nos tacogeradores síncronos com mudança na velocidade angular, a frequência da tensão de saída também muda com a amplitude. As características estáticas são não lineares. Tacogeradores dinamicamente síncronos são elementos não inerciais.

Um tacogerador assíncrono é uma máquina assíncrona bifásica com um rotor oco não magnético (Fig. 2, b). No estator do tacogerador assíncrono existem dois enrolamentos defasados ​​em 90 (excitação do OF e do gerador de gases de escape). A bobina OB está conectada a uma fonte CA.

Arroz. 2. Geradores de tacômetros de corrente alternada: a — síncronos, b — assíncronos

Um EMF é induzido na bobina de exaustão, que é a saída, quando o rotor gira. transformação e rotação.Sob a influência de uma força eletromotriz, a saída do tacogerador gira e há uma tensão Uout.

A característica estática de um tacogerador assíncrono também é não linear. Ao alterar a rotação do rotor, a fase da tensão de saída muda em 180 °.

Tacogeradores assíncronos são usados ​​como sensores de velocidade angular, velocidade rotacional e aceleração. No segundo caso, a bobina de excitação do tacogerador assíncrono é conectada a uma fonte de corrente contínua.

As vantagens dos tacogeradores assíncronos são confiabilidade, baixa inércia.Desvantagens - a presença de EMF residual na saída. com rotor estacionário, dimensões relativamente grandes.

pontes taquimétricas

Pontes de tacômetro DC e AC são usadas em sistemas de automação para fornecer feedback sobre a velocidade de rotação de motores elétricos. Isso permite simplificar o sistema, pois não há necessidade de uma máquina elétrica adicional - um tacogerador. Isso reduz a carga estática e dinâmica no motor executivo.

A ponte tacométrica DC é um circuito de ponte especial (Fig. 3, a), em um dos braços do qual está incluída a armadura do motor Ri, e em outros - resistores R1, R2, Rp. Uma tensão de rede U é aplicada à diagonal ab da ponte, que alimenta a armadura do motor, e a tensão é removida da diagonal cd U desproporcional à velocidade angular ω.

Arroz. 3. Ponte do tacômetro DC (a) e dispositivo de medição sem contato para a velocidade de rotação de um motor assíncrono (b)

Se não houver corrente no circuito de saída, então

Resolvendo o sistema conjunto de equações, obtemos

Tensão de saída da ponte do tacômetro

onde Ktm é o coeficiente de transmissão da ponte do tacômetro.

O erro da ponte do tacômetro é ± (2 — 5)%. As pontes dinâmicas do tacômetro CC são acoplamento não inercial.

Para controlar a velocidade do rotor de um motor elétrico assíncrono, é utilizado um dispositivo de medição sem contato (Fig. 3, b), contendo um transformador de medição de corrente TA e um TV com tensão.