Capteurs de vitesse

Les génératrices tachymétriques, machines électriques CC et CA de faible puissance, sont utilisées comme capteurs de vitesse de rotation dans les systèmes d'automatisation. Les ponts tachymétriques sont utilisés pour convertir la vitesse de rotation des moteurs électriques en tension.

Dynamo tachymétriques CC

Les génératrices tachymétriques à courant continu, selon la méthode d'excitation, sont de deux types: magnétoélectriques (excitées par des aimants permanents) et électromagnétiques (excitées par une bobine spéciale) (Fig. 1 a, b).

Tension de sortie de la génératrice tachymétrique à courant d'excitation constant Uout = E — IRi = hereω — IRI am

où Ce = (UI am — II amRI am)/ω — une constante machine déterminée par les données du passeport.

Au repos (I= 0) tension Uout = E = Ceω... Par conséquent, la caractéristique statique de la génératrice tachymétrique Uout = e (ω) au repos est linéaire, puisque Ce = const (droite I, Fig. 1, c) .

Riz. 1. Capteurs rotatifs (génératrices tachymétriques à courant continu) : a) avec excitation par aimant permanent, b) avec excitation électromagnétique, c) caractéristique statique

Sous charge, la caractéristique statique devient non linéaire (courbe 2).sa pente change, ce qui est une conséquence de la réaction d'induit et de la chute de tension dans l'enroulement d'induit de la génératrice tachymétrique. Dans les vraies génératrices tachymétriques, il y a une chute de tension sur les balais, ce qui entraîne l'apparition d'insensibles à la jeunesse (courbe 3).

Pour réduire la distorsion des caractéristiques statiques des génératrices tachymétriques, elles sont utilisées à faible charge (Azn = 0,01 - 0,02 A). Courant du circuit d'induit Azi = E / (Ri + Rn) et tension de sortie Uout = E — IRi = hereω — IRI am.

Les génératrices tachymétriques à courant continu sont largement utilisées dans les systèmes de contrôle automatique des entraînements électriques tels que les capteurs de vitesse. Leurs avantages sont une faible inertie, une grande précision, une petite taille et un poids réduit, et pour les génératrices tachymétriques magnétoélectriques, il n'y a pas non plus de source d'alimentation. L'inconvénient est la présence d'un collecteur à balais.

Alternateurs tachymétriques AC

Les génératrices tachymétriques synchrones sont une machine synchrone monophasée avec un rotor en forme d'aimant permanent (Fig.2, a).Dans les génératrices tachymétriques synchrones avec changement de vitesse angulaire, la fréquence de la tension de sortie change également avec l'amplitude. Les caractéristiques statiques ne sont pas linéaires. Les génératrices tachymétriques dynamiquement synchrones sont des éléments non inertiels.

Une génératrice tachymétrique asynchrone est une machine asynchrone biphasée à rotor creux non magnétique (Fig. 2, b). Sur le stator de la génératrice tachymétrique asynchrone, il y a deux enroulements décalés de 90 (excitation de l'OF et du générateur de gaz d'échappement). La bobine OB est connectée à une source CA.

Riz. 2. Générateurs tachymétriques à courant alternatif: a - synchrone, b - asynchrone

Une FEM est induite dans la bobine d'échappement, qui est la sortie, lorsque le rotor tourne. transformation et rotation.Sous l'influence d'une force électromotrice, la sortie de la génératrice tachymétrique tourne et il existe une tension Uout.

La caractéristique statique d'une génératrice tachymétrique asynchrone est également non linéaire. Lors du changement de rotation du rotor, la phase de la tension de sortie change de 180 °.

Les génératrices tachymétriques asynchrones sont utilisées comme capteurs de vitesse angulaire, de vitesse de rotation et d'accélération. Dans le second cas, la bobine d'excitation de la génératrice tachymétrique asynchrone est reliée à une source de courant continu.

Les avantages des génératrices tachymétriques asynchrones sont la fiabilité, une faible inertie Inconvénients - la présence de champs électromagnétiques résiduels à la sortie. à rotor fixe, dimensions relativement importantes.

Ponts tachymétriques

Les ponts tachymétriques CC et CA sont utilisés dans les systèmes d'automatisation pour fournir une rétroaction sur la vitesse de rotation des moteurs électriques. Cela permet de simplifier le système, car il n'y a pas besoin d'une machine électrique supplémentaire - une génératrice tachymétrique. Cela réduit la charge statique et dynamique sur le moteur exécutif.

Le pont tachymétrique à courant continu est un circuit de pont spécial (Fig.3, a), dans l'un des bras dont l'armature du moteur Ri est incluse, et dans d'autres - les résistances R1, R2, Rp. Une tension secteur U est appliquée sur la diagonale ab du pont, qui alimente l'induit du moteur, et la tension est retirée de la diagonale cd U hors de proportion avec la vitesse angulaire ω.

Riz. 3. Pont tachymétrique à courant continu (a) et dispositif de mesure sans contact de la vitesse de rotation d'un moteur asynchrone (b)

S'il n'y a pas de courant dans le circuit de sortie, alors

En résolvant le système conjoint d'équations, on obtient

Tension de sortie du pont tachymètre

où Ktm est le coefficient de transmission du pont tachymétrique.

L'erreur du pont tachymétrique est de ± (2 — 5) %. Les ponts tachymétriques dynamiques à courant continu sont à couplage non inertiel.

Pour contrôler la vitesse du rotor d'un moteur électrique asynchrone, un appareil de mesure sans contact (Fig. 3, b) est utilisé, contenant un transformateur de mesure du courant TA et un téléviseur avec tension.