Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Датчики скорости






В автоматизированном электроприводе датчики скорости используются для преобразования скорости двигателя или скорости движения рабочего органа механизма в электрический сигнал для организации обратной связи по скорости. В качестве аналоговых датчиков скорости применяются тахогенераторы постоянного и переменного тока.

Тахогенератор постоянного тока представляет собой микромашину постоянного тока с независимым возбуждением или постоянными магнитами, входной координатой которого является угловая скорость w, а выходной – напряжение Uвых, выделяемое на сопротивлении нагрузки.

 

 

Рисунок 40 – Схема (а) и характеристика управления (б) тахогенератора постоянного тока

 

, (44)

 

где Ф – магнитный поток возбуждения; k – конструктивная постоянная; kтг – передаточный коэффициент тахогенератора; Rтг – сопротивление якорной обмотки и щеточного контакта тахогенератора; Rн – сопротивление нагрузки.

 

Характеристика управления нелинейная в области малых и больших скоростей. В первом случае для уменьшения нелинейности используют металлизированные щетки, во втором – ограничивают скорость сверху и увеличивают сопротивление нагрузки. Тахогенераторы высокой точности выполняются с полым беспазным якорем и дополнительно к выходу генератора подключают конденсатор, выполняющий роль фильтра «С». Передаточная функция при этом имеет вид

 

, (45)

где Тф – постоянная времени фильтра.

 

, (46)

 

где С – емкость фильтра.

Тахогенераторы переменного тока выполнены на базе асинхронной двухфазной машины (рисунок 41).

Рисунок 41 – Тахогенератор переменного тока

 

На статоре имеются две взаимно перпендикулярные обмотки: обмотка возбуждения, расположенная по оси a, и выходная обмотка управления, расположенная по оси b. Последняя включена на сопротивление нагрузки тахогенератора. Для уменьшения момента инерции ротор выполняется тонкостенным в виде полого стакана из немагнитного материала. Внутри ротора размещается неподвижный стальной шихтованный сердечник, по которому замыкается магнитный поток.

Амплитудные значение ЭДС и передаточного коэффициента ТГ:

 

Eвых.m = kтг ∙ ω,

 

. (47)

Коэффициенты А и В:

 

, (48) ,

 

где ; – приведённое к обмотке статора сопротивление ротора; - индуктивное сопротивление намагничивания; Rc и хc – активное и индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора;

ω * = ω / ω с – относительная скорость ротора; ω – изменяемое значение скорости; ω с – синхронная скорость ротора.

 

 

Рисунок 42 – Характеристики управления тахогенератора переменного тока

 

Асинхронные тахогенераторы имеет достаточно высокую точность. Линейность характеристик определяется погрешностью менее 0, 5%. По сравнению с тахогенераторами постоянного тока обладает существенно меньшим передаточным коэффициентом.

Существенными преимуществами в точности по сравнению с аналоговыми имеют цифровые датчики скорости.

 

 

Рисунок 43 – Структурная схема цифрового датчика скорости

 

Структурно в датчике выделяются две части: датчик импульсов ДИ и счетчик импульсов СИ. ДИ является импульсным преобразователем и преобразует угловую скорость вала в импульсы с частотой f, пропорциональной скорости. Задача кодового преобразователя СИ как счетчика импульсов формировать на интервале измерения Т цифровой код Аn выходной величины датчика скорости.

 

 

Рисунок 44 – Кодовый диск фотоэлектрического датчика импульсов

 

ДИ выполняется на основе фотоэлектрического кодового диска (рисунке 43) и вырабатывает две серии импульсов, сдвинутых по фазе на 900, которые используются для определения величины и знака угловой скорости. На двух дорожках расположены пропускающие свет щели. Свет от источников ИС1 и ИС2 через щели попадает на фотодиоды BL1 и BL2, которые при этом открыты и пропускают ток. Когда щель выходит из луча света, фотодиоды запирают цепь. При вращении диска с угловой скоростью w фотодиоды дают чередование максимального и минимального сигналов с частотой

 

, (49)

 

где Nди – импульсная емкость кодового диска (число импульсов на один оборот диска).

Среднее значение скорости определяется числом импульсов N на периоде измерения T:

 

. (50)

 

Точность цифрового датчика увеличивается с увеличением измеряемой скорости и периода измерения.

 

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.009 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал