Sensores de velocidad

Los tacogeneradores, máquinas eléctricas de CC y CA de baja potencia, se utilizan como sensores de velocidad de rotación en los sistemas de automatización. Los puentes de tacómetro se utilizan para convertir la velocidad de rotación de los motores eléctricos en voltaje.

Tacogeneradores CC

Los tacogeneradores de CC, según el método de excitación, son de dos tipos: magnetoeléctricos (excitados por imanes permanentes) y electromagnéticos (excitados por una bobina especial) (Fig. 1 a, b).

Tensión de salida del tacogenerador con corriente de excitación constante Uout = E — IRi = aquíω — IRI am

donde Ce = (UI am — II amRI am)/ω — una constante de máquina determinada por los datos del pasaporte.

Al ralentí (I= 0) la tensión Uout = E = Ceω... Por lo tanto, la característica estática del tacogenerador Uout = e (ω) al ralentí es lineal, ya que Ce = const (línea recta I, Fig. 1, c) .

Arroz. 1. Sensores rotativos (generadores tacométricos DC): a) con excitación de imán permanente, b) con excitación electromagnética, c) característica estática

Bajo carga, la característica estática se vuelve no lineal (curva 2).su pendiente cambia, lo que es consecuencia de la reacción del inducido y de la caída de tensión en el devanado del inducido del tacogenerador. En los tacogeneradores reales, se produce una caída de tensión en las escobillas, lo que provoca la aparición de insensibilidad a la juventud (curva 3).

Para reducir la distorsión de las características estáticas de los tacogeneradores, se utilizan con cargas bajas (Azn = 0,01 — 0,02 A). Corriente del circuito del inducido Azi = E / (Ri + Rn) y tensión de salida Uout = E — IRi = aquíω — IRI am.

Los tacogeneradores de CC se utilizan ampliamente en sistemas de control automático para accionamientos eléctricos, como sensores de velocidad. Sus ventajas son baja inercia, alta precisión, pequeño tamaño y peso, y para los tacogeneradores magnetoeléctricos tampoco hay fuente de energía. La desventaja es la presencia de un colector con cepillos.

tacogeneradores de corriente alterna

Los tacogeneradores síncronos son una máquina síncrona monofásica con un rotor en forma de imán permanente (Fig. 2, a) En los tacogeneradores síncronos con un cambio en la velocidad angular, la frecuencia del voltaje de salida también cambia con la amplitud. Las características estáticas no son lineales. Los tacogeneradores dinámicamente síncronos son elementos no inerciales.

Un tacogenerador asíncrono es una máquina asíncrona de dos fases con un rotor hueco no magnético (Fig. 2, b). En el estator del tacogenerador asíncrono hay dos devanados compensados ​​en 90 (excitación del OF y del generador de gases de escape). La bobina OB está conectada a una fuente de CA.

Arroz. 2. Generadores de tacómetro de corriente alterna: a — síncronos, b — asíncronos

Se induce un EMF en la bobina de escape, que es la salida, cuando el rotor gira. transformación y rotación.Bajo la influencia de una fuerza electromotriz, la salida del tacogenerador gira y hay un voltaje Uout.

La característica estática de un tacogenerador asíncrono también es no lineal. Al cambiar la rotación del rotor, la fase del voltaje de salida cambia en 180 °.

Los tacogeneradores asíncronos se utilizan como sensores para la velocidad angular, la velocidad de rotación y la aceleración. En el segundo caso, la bobina de excitación del tacogenerador asíncrono está conectada a una fuente de corriente continua.

Las ventajas de los tacogeneradores asíncronos son la fiabilidad, la baja inercia, las desventajas: la presencia de EMF residual en la salida. con rotor estacionario, de dimensiones relativamente grandes.

Puentes taquimétricos

Los puentes de tacómetro de CC y CA se utilizan en sistemas de automatización para proporcionar información sobre la velocidad de rotación de los motores eléctricos. Esto permite simplificar el sistema, ya que no se necesita una máquina eléctrica adicional: un tacogenerador. Esto reduce la carga estática y dinámica en el motor ejecutivo.

El puente tacométrico de CC es un circuito de puente especial (Fig. 3, a), en uno de cuyos brazos se incluye la armadura del motor Ri, y en otros, las resistencias R1, R2, Rp. Se aplica una tensión de red U a la diagonal ab del puente, que alimenta la armadura del motor, y la tensión se elimina de la diagonal cd U fuera de proporción con la velocidad angular ω.

Arroz. 3. Puente tacómetro de CC (a) y dispositivo de medición sin contacto para la velocidad de rotación de un motor asíncrono (b)

Si no hay corriente en el circuito de salida, entonces

Resolviendo el sistema conjunto de ecuaciones, obtenemos

Voltaje de salida del puente del tacómetro

donde Ktm es el coeficiente de transmisión del puente tacómetro.

El error del puente del tacómetro es ± (2 — 5)%. Los puentes de tacómetro de CC dinámicos son un acoplamiento no inercial.

Para controlar la velocidad del rotor de un motor eléctrico asíncrono, se utiliza un dispositivo de medición sin contacto (Fig. 3, b), que contiene un transformador de medición de corriente TA y TV con voltaje.