타코 제너레이터 - 유형, 장치 및 작동 원리

"tachogenerator"라는 단어는 "빠른"을 의미하는 그리스어 "tachos"와 라틴어 "generator"의 두 단어에서 유래했습니다. 타코 제너레이터는 장비의 샤프트에 장착되어 샤프트의 회전 속도의 현재 값을 전기 신호로 변환하는 가변 또는 일정한 전기 측정 마이크로 머신이며, 그 매개 변수는 회전 주파수에 대한 정보를 전달합니다.

이 매개변수는 생성된 EMF 또는 신호의 주파수 값. 타코제너레이터의 출력 신호는 시각적 디스플레이(예: 디스플레이) 또는 타코제너레이터가 작동하는 자동 샤프트 속도 제어 장치에 공급될 수 있습니다.

타코 제너레이터는 출력에서 ​​생성되는 신호 유형에 따라 교류 전압 또는 전류 신호(비동기식 또는 동기식 타코제너레이터) 또는 일정한 신호와 같은 여러 유형이 있습니다.

DC 타코제너레이터

DC 타코제너레이터는 영구 자석(더 일반적임) 또는 고정자에 있는 여기 코일(덜 일반적임)에 의해 여기되는 컬렉터 기계입니다. 측정 emf는 타코 제너레이터의 회 전자 권선에서 유도되며 회 전자의 각 회전 속도, 실제로는 자속의 변화율에 정확히 비례합니다. 전자기 유도의 법칙으로.

값이 로터의 회전 각속도에 정비례하는 전압인 출력 신호는 컬렉터의 브러시를 통해 제거됩니다. 업무가 수반되기 때문에 컬렉터와 브러쉬, 이러한 장치는 AC 타코제너레이터보다 더 빨리 마모됩니다. 문제는 작업 과정에서 브러시 수집 장치가 이러한 타코 제너레이터의 출력 신호에 임펄스 노이즈를 생성한다는 것입니다.

어떤 식 으로든 DC 타코 제너레이터의 출력 신호는 전압이므로 자기 편향 플럭스는 자석의 온도, 접점의 전기 저항에 따라 달라지기 때문에 전압을 속도로 정확하게 변환하기 어렵습니다. 컬렉터가있는 브러시 (시간에 따라 변경됨 ), 마지막으로 영구 자석의 자기 소거에서 시간이 지남에 따라.

그럼에도 불구하고 경우에 따라 DC 타코제너레이터는 샤프트의 회전 방향 변경에 따라 이 신호의 극성이 반전되는 자연 현상뿐만 아니라 출력 신호의 표현 형식에 편리합니다.

DC 타코제너레이터는 주어진 전압에 해당하는 회전 주파수 Frot에 대한 제거된 전압 Uout의 비율을 나타내는 «변환 계수» St로 특징지어집니다.이 매개변수는 타코제너레이터에 대한 기술 문서에 지정되어 있으며 분당 회전 수를 곱한 밀리볼트 단위로 측정됩니다. 이 매개변수와 타코제너레이터의 출력 전압을 알면 다음 공식을 사용하여 현재 주파수를 계산할 수 있습니다.

타코제너레이터가 내장된 전기 모터:

비동기 AC 타코제너레이터

비동기식 AC 타코제너레이터는 설계가 유사합니다. 비동기 농형 모터용… 여기서 회전자는 속이 빈 실린더(일반적으로 구리 또는 알루미늄) 형태로 만들어지며 고정자는 서로 직각으로 위치한 두 개의 권선을 포함합니다. 고정자 권선 중 하나는 여자 권선이고 두 번째 권선은 출력 권선입니다. 특정 진폭과 주파수의 교류 전류가 여기 코일에 공급되고 출력 코일은 측정 장치에 연결됩니다.

다람쥐 회 전자가 회전하면 두 코일의 자속의 초기 직교성을 주기적으로 깨고 자기장 그림의 왜곡으로 인해 EMF가 출력 코일에 주기적으로 유도됩니다. 회전자가 정지하면 여자 코일의 자속이 왜곡되지 않고 출력 코일에 EMF가 유도되지 않습니다. 여기서 생성된 EMF의 크기는 샤프트의 회전 속도에 비례합니다.

계자 권선에 공급되는 전류는 샤프트의 회전 속도와 다른 자체 주파수를 가지므로 이러한 타코 제너레이터를 비동기식이라고합니다. 무엇보다도 이 설계는 출력 신호의 위상으로 회전자의 회전 방향을 판단할 수 있게 합니다. 회전 방향을 변경할 때 위상이 반전됩니다.

동기 AC 타코제너레이터

동기 타코제너레이터는 브러시리스 AC 기계입니다.로터의 자화는 고정자에 하나 이상의 권선이 있는 동안 영구 자석에 의해 생성됩니다. 이 경우 출력 신호의 진폭과 주파수는 샤프트의 회전 속도에 비례합니다. 따라서 속도 데이터는 진폭 값(진폭 감지)과 주파수(주파수 감지)로 직접 측정할 수 있습니다. 그러나 동기 타코제너레이터의 출력 신호에서 회전 방향을 결정할 수는 없습니다.

동기식 AC 타코제너레이터의 회전자는 다극 자석의 형태로 만들어질 수 있으며 샤프트의 한 회전에 대해 출력 신호에 여러 펄스를 연속적으로 제공합니다. 비동기식과 함께 이러한 타코 제너레이터는 기계적 마모가 발생하기 쉬운 브러시 수집 장치가 없기 때문에 수명이 더 깁니다.

주파수 감지

동기 타코제너레이터의 출력 주파수는 온도 및 기타 요인에 의존하지 않기 때문에 주파수 측정이 더 정확합니다. 계산은 매우 간단합니다. 로터의 극 쌍 p의 수를 아는 것으로 충분합니다.

그러나 뉘앙스도 있습니다. 계산의 정확도를 충분히 높이려면 이론적으로 속도가 이미 변경될 수 있는 시간을 할당해야 합니다. 즉, 펄스가 계산되는 동안 측정 오류가 증가하여 유해합니다.

측정 오류를 줄이기 위해 로터를 다중 극으로 만들어 계산을 더 빠르게 수행할 수 있도록 하고 제어 시스템의 응답이 더 빠르게 따를 수 있도록 합니다. 하나의 극점에 대해 주파수는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

여기서 N은 읽은 펄스 수, T는 펄스 카운트 기간입니다.

동기식 타코제너레이터의 경우 속도에 따라 신호의 진폭이 변하므로 출력 주파수 검출기를 설계할 때 타코제너레이터의 출력 전압 진폭의 가능한 전체 범위를 고려하는 것이 중요합니다.

진폭 감지

주파수를 결정하는 진폭 방법을 사용하면 주파수 검출기의 회로가 더 간단해지지만 여기에서는 온도, 비자기 갭의 변화 등과 같은 요인의 영향을 고려하는 것이 중요합니다. 주파수, 출력 신호의 진폭이 클수록 검출기 회로는 일반적으로 정류기이며 저역 통과 필터여기서 mV * rpm으로 측정된 변환 계수를 사용하면 다음 공식을 사용하여 주파수를 결정할 수 있습니다.

이 기사에서 논의한 기존 유형의 타코제너레이터 외에도 맥박 센서는 현대 기술에도 사용됩니다. 광 커플러 기반, 홀 센서 기타 타코제너레이터의 장점은 감지기와 함께 사용할 때 추가 전원이 필요하지 않다는 것입니다. 기존 기계형 타코제너레이터의 단점은 저속에서 감도가 낮고 제동 토크가 도입된다는 것입니다.