Лекция 21. тахогенераторы

Принцип действия тахометра

В настоящее время различают тахометры:

Механические. К механическому тахометру информация о частоте вращения двигателя поступает с помощью вращающегося тросика, механически связанного с коленчатым валом двигателя. Сейчас такие устройства в автомобилях уже практически не применяются;
Электромеханические. Принцип действия электромеханических тахометров основан на преобразовании электрических импульсов с датчиков, установленных на двигателе либо с других электронных устройств. Эти сигналы преобразуются в магнитные импульсы, отклоняющие стрелку измерительного устройства подобно стрелочному вольтметру;
Цифровые. Цифровые тахометры применяют в составе современных компьютеризированных панелей и управляются программно-техническими средствами. Самостоятельная установка тахометра такого типа практически невозможна.

Микромашины в электротехнике

Помимо мощных агрегатов также потребовались и машины малой мощности, называемые еще микромашинами. Они активно применяются в устройствах вычислительной техники и автоматики в качестве функциональных элементов.

Эти типы устройств принято делить на три группы: электромашинные усилители, исполнительные двигатели и информационные машины.
Первые служат для усиления мощности электрических сигналов.
Исполнительные двигатели занимаются преобразованием электрического тока в механическую силу. Эти аппараты могут быть асинхронными, шаговыми и постоянного тока.

На фото — тахогенератор

Информационные машины состоят из тахогенераторов, сельсин, магнесин и вращающихся трансформаторов. Назначение этих устройств – преобразование величин неэлектрической природы в электрические сигналы. В частности, тахогенератор постоянного тока измеряет скорость вращения некоего объекта и применяется он в различных устройствах электропривода, станках, транспорте и прочем.

Принцип работы тахогенераторов и их строение

Схематическое строение тахогенератора постоянного тока

Тахогенератор – устройство оборудованное валом, которое, при его вращении, выдает на выходе электрическое напряжение, величина которого прямо пропорциональна скорости, с которой вал вращается. Эта особенность означает, что двигатель постоянного тока с тахогенератором, по сути, оснащен датчиком, с постоянными магнитами или независимым внешним возбуждением.

Бензиновый генератор постоянного тока работает по такому же принципу, что и тахогенератор

Конструкция тахогенератора практически неотличима от конструкции других машин постоянного тока. Используют их для измерения частоты вращения по значению выходного напряжения и для получения электрического сигнала с частотой вращения вала в схемах авто регулирования.

На схеме – классический скользящий контакт

Съемка напряжения происходит через скользящий контакт, который традиционно состоит из медного коллектора и графитовых щеток.
У такой конструкции есть особенность, что, из-за того, что на меди образуется оксидная пленка, может с некоторой периодичностью меняться сопротивление контакта. По этой причине происходят колебания напряжения выдаваемого тахогенератором, которые воспринимаются в виде шума.

Несмотря на этот недостаток, данная конструкция остается самой популярной, так как графит обладает отличными скользящими свойствами, а значит, устройство служит значительно дольше, чем аналоги.
Если требуется тахогенератор, лишенный указанного недостатка, то на коллектор наносят контактную дорожку из серебра. Этот металл не окисляется, а значит, показания сопротивления всегда остаются на одном уровне.

Тахогенераторы Long Life

Тахогенератор Лонг Лайф

Особняком стоят тахогенераторы, собранные по «Long life». Эти устройства предназначены для работы в тех сферах, где требуется длительная бесперебойная работа. Они невероятно износоустойчивы, поэтому служат очень долго.

Технические характеристики тахогенераторов переменного тока данного типа впечатляют. Диапазон рабочих температур от -50 до +100 градусов по Цельсию. Возможность измерения скорости вращения с точностью 1:100000 в режиме реального времени.
Цилиндр у этих устройств может быть полым или цельным.
Крепление вала фланцевое или лаповое.

Тахогенератор

Тахогенератор. Общие сведения о тахогенераторах. Электрические машины малой мощности, работающие в режиме генератора, выходное напряжение которых U_г является практически линейной функцией частоты вращения вала n, называются тахогенераторами. Такие машины используются в автоматических системах управления и регулирования для измерения частоты вращения, для дифференцирования, для обратной связи по скорости и других операций. В качестве тахогенераторов применяются генераторы постоянного и переменного токов, в том числе синхронные и асинхронные генераторы. Обычно мощность таких машин менее 50 кВт.

Основными требованиями, предъявляемыми к тахогенераторам, являются: линейность характеристики U_г(n), большая её крутизна, определяемая как k = U_г/n, малая потребляемая мощность и минимальные погрешности.

Тахогенераторы постоянного тока. Тахогенераторы постоянного тока (ТГПТ) представляют собой генераторы с независимым возбуждением (рис. 5.1, а) или с возбуждением от постоянных магнитов (рис. 5.1, б). ЭДС якоря определяется формулой Е=с_ЕФn. При постоянном потоке Ф Е = k n. При холостом ходе Е=U_г, т.е. U_г= k n. Между U_г и n линейная зависимость (прямая 1 на рис. 5.2). При нагрузке на магнитный поток Ф влияет реакция якоря и поэтому выходная характеристика несколько отличается от линейной (кривая 2 на рис. 5.2). Для сохранения линейности магнитная цепь машины должна быть ненасыщенной. Для ТГПТ допустимая погрешность составляет 0,5 – 3%. При нагрузке имеет место падение напряжения в обмотке якоря R_яI_я, между коллектором и щётками U_щ. В этом случае U_г= Е – U_щ – R_яI_я, так как при малых скоростях Е 2 и, следовательно, ток i_д и поток Ф_д нелинейно изменяют Ф_в; кроме того, имеют место фазовая погрешность и погрешность от остаточной ЭДС.

Источник

Подключение устройства

В основе принципа работы электронного тахометра лежит считывание электрических импульсов. В бензиновых агрегатах считываются импульсы, которые в определенном количестве подаются на катушку зажигания. Что касается дизельного мотора, то считывание осуществляется со специальной клеммы, которая находится в корпусе генератора.

Чтобы подключить тахометр к дизельному двигателю, желательно осуществлять работы на подъемнике или воспользоваться смотровой ямой. На начальном этапе необходимо демонтировать защиту с генератора, избегая попадания грязи внутрь устройства. Следующим шагом становится визуальный осмотр катушки генератора, на которой присутствуют несколько клемм. Контакт тахометра (входной провод) следует подключать к той клемме, которая обычно маркируется литерой «W».

READ Как подключить мобильный вай фай роутер к ноутбуку

Также в отдельных источниках рекомендуется дополнительно реализовать замыкание контакта, который идет от маслонасоса. Данную операцию выполняют для того, чтобы тахометр после установки выдавал правильные показания, а также для исключения других проблем. Отмечено, что в противном случае после выхода мотора на определенную частоту вращения коленвала на панели приборов возможно ложное загорание сигнальной лампы, указывающей на критически низкое давление моторного масла в системе смазки двигателя.

Если клемма, обозначенная «W», на генераторе отсутствует изначально, тогда потребуется самостоятельное выведение отдельного контактного провода. Заранее подготовленный провод в обязательном порядке нужно качественно заизолировать. Для облегчения доступа генератор необходимо полностью снять, так как потребуется его частичный разбор. После разборки станут видны провода (3 штуки), идущие от обмотки генератора на выпрямитель, который также встроен в устройство.

На любой из этих контактов можно прикрепить заготовленный провод, а после осуществить его выведение за пределы корпуса устройства. По окончании крышка генератора ставится на место, сам генератор монтируется обратно. Обязательно необходимо проконтролировать, чтобы в процессе сборки выводимый наружу провод не контактировал с движущимися элементами в конструкции генератора. Далее провод тахометра подключается к выведенному от генератора контакту аналогично подключению при наличии клеммы с маркировкой «W». Остальные контакты тахометра подключаются в соответствии со схемой, которая содержится в инструкции к конкретному устройству.

Источник

Тахогенератор постоянного тока конструкция

Они представляют собой микромашины для обеспечения стабильности технологических процессов и повышения качества получаемой продукции, а также для увеличения чувствительности систем, предназначенных для автоматического управления.

По своим конструктивным особенностям тахогенераторы аналогичны устройству конструкции электродвигателя постоянного тока. Возбуждение производится от постоянных магнитов и от электромагнитов.

Принцип работы тахогенератора

Работа устройства заключается в пропорциональном отношении скорости вращения вала генератора к его электродвижущей силе (ЭДС). Величина потока возбуждения сохраняется неизменной.

Индукционные тахогенераторы постоянного тока

Устройства этого типа аналогичны машине постоянного тока с независимым возбуждением, осуществляемым от постоянных магнитов. Для этих машин характерна изменчивая величина передаточного коэффициента, это происходит по причине того, что щеточный контакт имеет нелинейное сопротивление. Реакции якоря, создает неравномерность магнитной индукции в зазорах генератора, особенно при малом и наибольшем значении скорости.

Снижение нелинейности происходит за счет использования металлизированных обмедненных щеток, для которых характерно малое падение значения напряжения. Нелинейность по причине реакции якоря понижается за счет ограничения скорости и повышением величины сопротивления нагрузки.

На качество работы данного устройства оказывают влияние погрешности в технологическом плане и из-за конструктивных особенностей тахогенератора. В них входят:

При невысокой скорости вращения из-за этих погрешностей происходит искажение выходного сигнала, понижение значения частоты и повышается амплитуда, что способствует ограничению скоростной нижней границы тахогенератора. Для повышения качества работы и сглаживания пульсаций, в конструкции тахогенератора применяют повышенное количество пластин в коллекторе. Также используются якоря, в конструкции которых применяются пазы, особенность ихзаключается в скосе на одно зубчатое деление. Воздушный зазор увеличивается.

Для достижения высокой точности, конструкция тахогенератора выполняется с якорем, в котором отсутствуют пазы. Дополнительное подключение конденсаторной батареи способствует снижению пульсаций, конденсатор служит в качестве высокочастотного фильтра.

Синхронные тахогенераторы

Синхронные тахогенераторы аналогичны по внешнему виду синхронной машине малой мощности с магнитоэлектрическим возбуждением, небольших габаритных размеров, ротор, которой используется в качестве постоянного магнита. В этом случае для сглаживания амплитуды и частоты, которые по отношению к скорости вращения пропорциональны, используются полупроводниковые выпрямители.

Этот тип тахогенератора можно охарактеризовать переменной частотой, это представляет затруднение для применения в схемах стандартного предназначения, переменного тока. Он отличается нечувствительностью к изменению направления вращения вала двигателя. В синхронных тахогенераторах используется большое количество пар полюсов. По этой причине синхронные тахогенераторы применяются для электроприводов с небольшой скоростью вращения вала.

Основные причины, создающие погрешность тахогенераторов синхронного типа

Условия и меры, применяемые при эксплуатации синхронных тахогенераторов для компенсации погрешностей, аналогичны мерам, используемым для тахогенераторов постоянного тока. Пульсации выпрямленного напряжения выравниваются за счет изготовления конструкции ротора с полюсами специального профиля благодаря этому получается необходимая ЭДС. Снижение зубцовых пульсаций происходит за счет использования сглаживающего фильтра.

Техническое решение

Перед тем как подключить тахометр, необходимо составить схему электрических соединений, чтобы мысленно определить начальные и конечные точки включения, трассировать проводник. Любая катушка зажигания имеет вывод (клемму) +15 (зажигание включено), на который подается напряжение аккумуляторной батареи при повороте ключа в первое (у некоторых авто – второе) положение. Ни в коем случае нельзя подключать тахометр к этой точке, при первом же включении он может выйти из строя. Высоковольтные провода также представляют опасность, даже для человека. Следует точно определить сигнальный вход, к которому следует подключать тахометр. В более старых катушках он обозначен буквой «К», лучше найти точную принципиальную электрическую схему автомобиля.

Точки соединений провода к катушке зажигания зачищают, производят механическую скрутку, пропаивают и тщательно изолируют. Укладывают провод вдоль любых электрических жгутов, используя пластмассовые хомутки, в сторону перегородки отсека двигателя возле приборной панели. Ввести проводник внутрь пассажирского отсека можно рядом с любым жгутом электрических соединений. Для этого проще воспользоваться упругой струной. Наконец, соединяют проводник с сигнальным выводом тахометра. В некоторых автомобилях, предусматривающих модификации с тахометром и без него, можно просто поменять приборную панель, найти штатный проводник и подключить его к катушке зажигания.

Способы установки на разные виды двигателей

Электронный тахометр на карбюраторный двигатель автомобиля ВАЗ или ГАЗ

можно подвести только одним путем, это . Если бы речь шла о механическом, то я бы посоветовал вам подвести устройство к тросику спидометра для считывания показаний. Ну а пока у нас электронный вариант, то давайте его рассматривать.

Итак, ЭТ представляет собой небольшой по габаритам модульный блок, состоящий из дисплея и кнопок.

При подключении к системе зажигания

происходит знакомый нам с физики процесс преобразования импульса в электромагнитное поле.

В результате

устройство будет выводить на дисплей показатели в виде оборотов в минуту и заряд от генератора. Более навороченные ЭТ могут показывать много сопутствующей информации, такой как температура за бортом и в салоне, расход топлива, скорость, прочие не нужные и отвлекающие уведомления.

При монтаже на четырехцилиндровый мотор, одному обороту будет соответствовать две единицы импульса. Инжекторный тип предусматривает подключение к ЭБУ (электронному блоку управления), который будет передавать данные об оборотах коленвала. Дизельный тип также дает возможность подключиться, но способ зависит от конкретного типа.

Электронный тахометр рекомендовано использовать неопытным водителям , не умеющим ориентироваться по звукам двигателя;
При приобретении обращайте внимание на заднюю часть упаковки, где написано для каких марок автомобилей может быть использован. В противном случае показания будут не правдивые или же готовьтесь к проблемам в электрической цепи (это больше касается инжекторов);
Устанавливать сам модуль непосредственно где-то на видное место, чтобы без проблем можно было всегда видеть его показания

Как показывает практика, монтаж осуществляют на центральную панель торпеды. Некоторые умудряются заточить продолговатый модуль в панель приборов на место показателя «СТОП», это для моделей 2108, 2109, 21099 .

Тахогенераторы постоянного тока

Тахогенераторы постоянного тока. В системе автоматического управления, представляющей собой устройство для расчета и измерения приборов, широко применяются тахогенераторы постоянного и переменного тока, преобразующие механическое вращение в электрический сигнал, называемый выходным напряжением. Основными требованиями к тахогенератору являются: а) линейность выходных характеристик-точная пропорциональная зависимость между выходным напряжением 11 и частотой вращения Р、 C / = C1L、 1} = kP = k 1 ′ (2.4） Или Куда? k-коэффициент статического усиления. Ага. -Скорость вращения такогена » 50 Радиатор; С,= ПС а п (2.5） б)большая крутизна выходных характеристик это большое значение отношения приращения напряжения к приращению скорости.

ОДИН Ln-сопротивление нагрузки. путем присвоения значения тока /в выражение (2.6): Ла Откуда он взялся ( / = НМне. Мне. 1 + Яя. Низкое давление П. (2.7） компания LG * Постоянство La и Ln (2.8） 1} = C \ P Здесь. (2.9） Крутизна выходных характеристик. Чем меньше Си, ФВ, и через несколько, тем круче выходной характеристики (рис. 2.9).Тахогенератор с электромагнитным возбуждением имеет больший градиент выходных характеристик, чем магнитно-электрический. Из уравнения (2.8)следует, что выходное напряжение C и скорость при нагрузке являются линейными функциями скорости. Однако на практике выходные характеристики отклоняются от линейности, показанной на рисунке. 2.9, ЛЯ1 и lie * Это отклонение объясняется тем, что реакция якоря происходит, когда машина находится под нагрузкой и ослабляет поток возбуждения Ф.

Поток результатов насиной в этом случае можно представить следующим образом: Ф = ФП-фр, (2.10） Где Fr-поток, характеризующий эффект размагничивания реакции якоря. В первом приближении поток fr пропорционален току якоря. Фр = С / / = С / (2.11） А! Напряжение на клемме вращающегося генератора с учетом реакции якоря 1y = C * nF -//?I = C * nF ^ Ya, (2.12） Ав г / = (2.13） Покажите Е (2.14） 1 +Я Тогда уравнения (2.10) и(2 &-; С* 2 /1Ф===СзлФв-Сгмфр—С^Фв «^ 2 ^ 1 ^ —я, (2.1 ^ А! / y w ^ … Откуда он взялся Sgfvy СЗ В. 1 + CrC /-1 + ^ 4-АН (2.11 Отсюда Где: C3 = CrFv’, C4 = CrC /. Выражение$.(2.16) указывает, что выходные характеристики тахогенератора с учетом реакции якоря являются нелинейными. Если вы сильно отклонитесь от линейности, сопротивление#n будет меньше, а скорость вращения p будет больше. Отклонение от линейности определяет погрешность тахометра generator. To уменьшите его вам нужно загрузить Используйте тахогенератор для получения максимально возможного внешнего сопротивления и небольшого диапазона скоростей вращения.

Вторая серьезная ошибка, возникающая при нагрузке тахогенератора, связана с наличием переходного контакта между коллектором и коллектором. brush. In уравнение выходной характеристики, сопротивление переходного контакта/?U считался постоянным. Однако некоторые допущения позволяют рассматривать падение напряжения (1Lc = / # u) на этом конце, а не константу#y. тогда, если мы не будем учитывать размагничивающий эффект реакции якоря вместо формулы (2.6), мы можем написать: (2.17） Мы получаем u = E0n-1 / n-n (2.17) заменяется на Eo-Cn и / = Поэтому наличие падения напряжения на контактах коллектора и щетки приводит к отрицательному сдвигу выходных характеристик на определенную длину. / ? Л Душ=-(2.20)） Ой. {/=Cn {/u-(/где И= Cn 11 сентября Но… (2.18） 1 + Я Яша. О, боже мой. 1 + Вы * О, боже мой. = Cxn, D (/n. (2.19） 1+.

Генератор с параллельным возбуждением.	Электромашинные усилители (ЭМУ).
Радиогенераторы.	Двигатели постоянного тока. Основные сведения.

Тахогенераторы для электродвигателей, контроль скорости вращения.

Данная разновидность датчиков скорости используется для преобразования показателя частоты вращения механического агрегата в электрический сигнал, который непосредственно передается на измерительный прибор (тахометр) или на выделенные автоматические устройства для отслеживания и управления техническими параметрами установки. Тахогенераторы получили большое распространение во многих сферах производственной деятельности для контроля работы двигателей или других механических устройств с элементами вращения, обеспечивая стабильность и эффективность производственного процесса.

Важной характеристикой тахогенератора является его чувствительность к изменениям частоты вращения, это определяет точность получаемых значений. Существуют две основных разновидности данных преобразователей по принципу функционирования:

Существуют две основных разновидности данных преобразователей по принципу функционирования:

Тахогенераторы постоянного тока. Они представляют собой датчики обратной связи с независимым (внешним) возбуждением или с установленными постоянными магнитами, позволяющими обходится без дополнительных элементов питания. Преимущество данных устройств в высоких показателях выходной мощности при небольших габаритах и малой массе устройства, в сравнении с другими техническими решениями.
Тахогенераторы переменного тока. Они более стабильны и надежны в работе, так как не имеют скользящих щеточно-коллекторных контактов, но значительно превышают по размерам и массе вариант исполнения датчиков с постоянными магнитами представленный выше. В данной категории, согласно их принципам работы, выделяют два подвида:Асинхронные тахогенераторы. Статор оборудован двумя обмотками расположенными перпендикулярно относительно друг друга, одна питается от переменной сети, вторая снимает выходное напряжение пропорциональное частоте вращения ротора данной машины. Поскольку катушки независимы, добавляется возможность определения направления вращения. Синхронные тахогенераторы. Структура датчика включает в себя постоянный магнит (выполняет функцию ротора) и катушку (выполняет функцию статора). Скорость вращения магнита преобразуется в переменное напряжение, обмотка определяет частоту и амплитуду работы системы. Но в отличие от асинхронного типа, такая инженерная конструкция тахогенератора не позволяет определить направление вращения.

Наша компания готова предоставить Вам высококачественные тахогенераторы одних из ведущих мировых марок:

RADIO ENERGIE
BAUMER HUEBNER

Немного исторической информации

19 век стал для человечества поворотной точкой в истории. Он знаменателен величайшими научными открытиями, в том числе и в электротехнике.

Майкл Фарадей – открыватель закона об электромагнитной индукции

В то далекое время известный английский физик-экспериментатор Майкл Фарадей открывает закон электромагнитной индукции. Это событие и можно считать отправной точной в электрификации планеты. Дальнейшее развитие и практическое применение этих знаний было лишь вопросом времени.

Борис Семенович Якоби – вклад русских ученых в развитие электричества, пожалуй, самый весомый

В 1834 году русский физик Б.С. Якоби представил миру конструкцию первой электрической машины, ставшую, как потом оказалось, прототипом всех современных электродвигателей.

Павел Николаевич Яблочков

Следующим существенным шагом стало появление трансформаторов и их практическое использование. В 1876 году это открытие сделал русский ученый П.Н. Яблочков. Он же изобрел электрические свечи и доказал практическую пользу и безопасность применения переменного тока.

Михаил Осипович Доливо-Добровольский

В 1889 году русский инженер М.О. Доливо-Добровольский изобретает трехфазный асинхронный двигатель, благодаря чему электрические машины в промышленности стали применяться наиболее широко. Конструкция данного аппарата была крайне простой и одновременно надежной.
В итоге к началу 20-го века уже были созданы все основные виды электрических машин, которые активно применяются и по сей день. Их используют в разных отраслях промышленности и приборах.