टॅचो जनरेटर - प्रकार, डिव्हाइस आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत

"टॅचोजनरेटर" हा शब्द दोन शब्दांपासून आला आहे - ग्रीक "टाचोस" म्हणजे "वेगवान" आणि लॅटिन "जनरेटर" मधून. टॅकोजनरेटर हे एक चल किंवा स्थिर विद्युत मोजणारे सूक्ष्म यंत्र आहे, जे उपकरणाच्या शाफ्टवर बसवले जाते आणि शाफ्टच्या रोटेशन गतीचे वर्तमान मूल्य विद्युत सिग्नलमध्ये रूपांतरित करते, ज्याचे पॅरामीटर रोटेशन वारंवारता बद्दल माहिती असते.

हे पॅरामीटर असू शकते व्युत्पन्न EMF किंवा सिग्नलचे वारंवारता मूल्य. टॅकोजनरेटरचे आउटपुट सिग्नल व्हिज्युअल डिस्प्ले (उदा. डिस्प्ले) किंवा स्वयंचलित शाफ्ट स्पीड कंट्रोल यंत्रास दिले जाऊ शकते ज्यावर टॅकोजनरेटर कार्यरत आहे.

आउटपुटवर व्युत्पन्न केलेल्या सिग्नलच्या प्रकारानुसार टॅचो जनरेटर अनेक प्रकारचे असतात: पर्यायी व्होल्टेज किंवा वर्तमान सिग्नलसह (असिंक्रोनस किंवा सिंक्रोनस टॅकोजनरेटर), किंवा स्थिर सिग्नलसह.

डीसी टॅकोजनरेटर

डीसी टॅकोजनरेटर एक कलेक्टर मशीन आहे ज्यामध्ये एकतर कायम चुंबक (अधिक सामान्य) किंवा त्याच्या स्टेटरवर असलेल्या रोमांचक कॉइल (कमी सामान्य) द्वारे उत्तेजन मिळते. टॅकोजनरेटरच्या रोटर विंडिंगवर ईएमएफचे मापन केले जाते आणि ते रोटरच्या रोटेशनच्या कोनीय गतीच्या थेट प्रमाणात असते, वास्तविकतेनुसार चुंबकीय प्रवाह बदलण्याच्या दराशी. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनच्या कायद्यासह.

आउटपुट सिग्नल - एक व्होल्टेज ज्याचे मूल्य देखील रोटरच्या रोटेशनच्या कोनीय गतीशी थेट प्रमाणात असते - कलेक्टरच्या ब्रशेसद्वारे काढले जाते. कामाचा समावेश असल्याने कलेक्टर आणि ब्रशेस, असे युनिट एसी टॅकोजनरेटरपेक्षा जलद पोशाखांच्या अधीन आहे. समस्या अशी आहे की त्याच्या कामाच्या प्रक्रियेत, ब्रश-संकलन युनिट अशा टॅकोजनरेटरच्या आउटपुट सिग्नलमध्ये आवेग आवाज निर्माण करते.

एक किंवा दुसर्या मार्गाने, डीसी टॅकोजनरेटरचे आउटपुट सिग्नल एक व्होल्टेज आहे, ज्यामुळे व्होल्टेजचे अचूकपणे वेगात रूपांतर करणे कठीण होते, कारण चुंबकीय विक्षेपण प्रवाह चुंबकांच्या तापमानावर, संपर्काच्या ठिकाणी विद्युतीय प्रतिकारांवर अवलंबून असतो. कलेक्टरसह ब्रशेसचे (जे वेळेनुसार बदलते), शेवटी — कालांतराने कायम चुंबकांच्या डिमॅग्नेटायझेशनपासून.

तरीसुद्धा, काही प्रकरणांमध्ये डीसी टॅकोजनरेटर आउटपुट सिग्नलच्या प्रतिनिधित्वासाठी सोयीस्कर आहेत, तसेच शाफ्टच्या रोटेशनच्या दिशेने बदलानुसार या सिग्नलची ध्रुवीयता उलट करण्याची नैसर्गिक घटना आहे.

DC tachogenerators ला «transformation factor» St द्वारे दर्शविले जाते, जे काढलेल्या व्होल्टेज Uout चे रोटेशन फ्रिक्वेंसी आणि दिलेल्या व्होल्टेजशी संबंधित फ्रॉटचे गुणोत्तर व्यक्त करते.हे पॅरामीटर टॅकोजनरेटरच्या तांत्रिक दस्तऐवजीकरणामध्ये निर्दिष्ट केले आहे आणि प्रति मिनिट क्रांतीने गुणाकार केलेल्या मिलिव्होल्टमध्ये मोजले जाते. हे पॅरामीटर आणि टॅकोजनरेटरचे आउटपुट व्होल्टेज जाणून घेतल्यास, आपण सूत्र वापरून वर्तमान वारंवारता मोजू शकता:

अंगभूत टॅकोजनरेटरसह इलेक्ट्रिक मोटर:

असिंक्रोनस एसी टॅकोजनरेटर

एसिंक्रोनस एसी टॅकोजनरेटर डिझाइनमध्ये समान आहेत एसिंक्रोनस गिलहरी-पिंजरा मोटर्ससाठी…येथे रोटर पोकळ सिलेंडर (सामान्यत: तांबे किंवा अॅल्युमिनियम) च्या स्वरूपात बनवलेले असते आणि स्टेटरमध्ये एकमेकांच्या काटकोनात दोन विंडिंग असतात. स्टेटर विंडिंगपैकी एक उत्तेजित विंडिंग आहे, दुसरा आउटपुट विंडिंग आहे. उत्तेजित कॉइलला विशिष्ट मोठेपणा आणि वारंवारतेचा पर्यायी प्रवाह पुरवला जातो आणि आउटपुट कॉइल मोजमाप यंत्राशी जोडलेली असते.

जेव्हा गिलहरी रोटर फिरते, तेव्हा ते वेळोवेळी दोन कॉइलच्या चुंबकीय प्रवाहांची प्रारंभिक ऑर्थोगोनॅलिटी खंडित करते, चुंबकीय क्षेत्रांच्या चित्राच्या विकृतीच्या परिणामी, आउटपुट कॉइलमध्ये EMF वेळोवेळी प्रेरित होते. जर रोटर स्थिर असेल तर उत्तेजित कॉइलचा चुंबकीय प्रवाह विकृत होत नाही आणि आउटपुट कॉइलमध्ये EMF प्रेरित होत नाही. येथे, व्युत्पन्न केलेल्या EMF चे परिमाण शाफ्टच्या रोटेशनच्या गतीच्या प्रमाणात आहे.

फील्ड विंडिंगला पुरवलेल्या विद्युत् प्रवाहाची स्वतःची वारंवारता, शाफ्टच्या रोटेशनच्या वेगापेक्षा वेगळी असल्याने, अशा टॅकोजनरेटरला एसिंक्रोनस म्हणतात. इतर गोष्टींबरोबरच, हे डिझाइन आउटपुट सिग्नलच्या टप्प्याद्वारे रोटरच्या रोटेशनच्या दिशेने न्याय करणे शक्य करते - रोटेशनची दिशा बदलताना, फेज उलट केला जातो.

सिंक्रोनस एसी टॅकोजनरेटर

सिंक्रोनस टॅकोजनरेटर ब्रशलेस एसी मशीन आहेत.रोटरचे चुंबकीकरण कायम चुंबकाने तयार केले जाते, तर स्टेटरवर एक किंवा अधिक विंडिंग असतात. या प्रकरणात, आउटपुट सिग्नलचे मोठेपणा आणि त्याची वारंवारता दोन्ही शाफ्टच्या रोटेशनच्या गतीच्या प्रमाणात असेल. त्यामुळे वेग डेटाचे मोजमाप मोठेपणा मूल्य (मोठेपणा शोध) आणि थेट वारंवारता (वारंवारता शोध) द्वारे केले जाऊ शकते. तथापि, सिंक्रोनस टॅकोजनरेटरच्या आउटपुट सिग्नलवरून रोटेशनची दिशा निर्धारित केली जाऊ शकत नाही.

सिंक्रोनस एसी टॅकोजनरेटरचा रोटर मल्टीपोल मॅग्नेटच्या स्वरूपात बनविला जाऊ शकतो आणि शाफ्टच्या एका क्रांतीसाठी आउटपुट सिग्नलमध्ये एका ओळीत अनेक डाळी देऊ शकतो. अतुल्यकालिकांसह अशा टॅकोजनरेटर्सची सेवा आयुष्य जास्त असते, कारण त्यांच्याकडे यांत्रिक पोशाख होण्याची शक्यता असलेले ब्रश संकलन उपकरण नसते.

वारंवारता ओळख

सिंक्रोनस टॅकोजनरेटरची आउटपुट वारंवारता तापमान आणि इतर घटकांवर अवलंबून नसल्यामुळे, त्याच्यासह वारंवारता मोजमाप अधिक अचूक असतात. गणना अगदी सोपी आहे, रोटरच्या ध्रुव जोड्यांची संख्या जाणून घेणे पुरेसे आहे:

पण एक बारकावे देखील आहे. गणनेची अचूकता पुरेशी उच्च होण्यासाठी, वेळ वाटप करणे आवश्यक आहे ज्या दरम्यान सैद्धांतिकदृष्ट्या वेग आधीच बदलू शकतो, याचा अर्थ असा की डाळी मोजल्या जात असताना, मोजमाप त्रुटी वाढते, जी हानिकारक आहे.

मोजमाप त्रुटी कमी करण्यासाठी, रोटर मल्टी-पोल बनविला जातो जेणेकरून गणना जलद करता येईल, त्यानंतर नियंत्रण प्रणालीचा प्रतिसाद जलद अनुसरू शकेल. एका ध्रुवासाठी, वारंवारता खालील सूत्र वापरून मोजली जाते:

जेथे N ही डाळींची संख्या वाचली जाते, तेथे T हा नाडी मोजण्याचा कालावधी आहे

सिंक्रोनस टॅकोजनरेटरसाठी, सिग्नलचे मोठेपणा वेगावर अवलंबून बदलते, म्हणून, आउटपुट फ्रिक्वेंसी डिटेक्टरची रचना करताना, टॅकोजनरेटरच्या आउटपुट व्होल्टेजच्या ऍम्प्लिट्यूड्सची संपूर्ण संभाव्य श्रेणी विचारात घेणे आवश्यक आहे.

मोठेपणा शोध

वारंवारता निर्धारित करण्याच्या विपुलतेच्या पद्धतीसह, वारंवारता शोधकाचे सर्किट सोपे होईल, परंतु येथे अशा घटकांचा प्रभाव विचारात घेणे महत्वाचे आहे जसे: तापमान, चुंबकीय अंतरामध्ये बदल इ. वारंवारता, आउटपुट सिग्नलचे मोठेपणा, म्हणून डिटेक्टर सर्किट सामान्यतः एक रेक्टिफायर असतो आणि कमी पास फिल्टर, जेथे mV * rpm मध्ये मोजलेले रूपांतरण घटक तुम्हाला खालील सूत्र वापरून वारंवारता निर्धारित करण्यास अनुमती देते:

या लेखात चर्चा केलेल्या टॅकोजनरेटर्सच्या पारंपारिक प्रकारांव्यतिरिक्त, आधुनिक तंत्रज्ञानामध्ये पल्स सेन्सर देखील वापरले जातात. ऑप्टोकपलरवर आधारित, हॉल सेन्सर्स इ. टॅकोजनरेटरचा फायदा असा आहे की जेव्हा डिटेक्टरसह जोडले जाते तेव्हा त्यांना कोणत्याही अतिरिक्त उर्जा स्त्रोतांची आवश्यकता नसते. पारंपारिक मशीन-प्रकारच्या टॅकोजनरेटरच्या तोट्यांमध्ये कमी वेगाने कमी संवेदनशीलता आणि ब्रेकिंग टॉर्कचा समावेश होतो.