Магнитоиндукционные тахометры

Принцип действия магнитоиндукционного тахометра поясняет кинематическая схема, представленная на рис. 2.8. Тахометры этого типа содержат ЧЭ, обычно изготавливаемый из электропроводящего полого цилиндра (рис. 2.8, а) или из диска (рис. 2.8, б). Чувствительный элемент 1 расположен вблизи магнита 2 (см. рис. 2.8, а) либо в зазоре между цилиндрическими магнитами 2 (см. рис. 2.8, б). Магниты закреплены на валу, жестко соединенном с вращающимся валом объекта измерений. Чувствительные элементы (диск или цилиндр) и магниты закреплены на двух разных самостоятельных осях.

Рис. 2.8. Кинематическая схема магниточувствительного тахометра:

а – с полым цилиндром; б – с диском

При вращении магнитов с угловой скоростью ω в ЧЭ индуцируются вихревые токи, которые, взаимодействуя с магнитным полем, создают вращающий момент М_вр, пропорциональный угловой скорости объекта. В результате этого ЧЭ стремится повернуться вслед за магнитом, но этому препятствует спиральная пружина 3, создающая противодействующий момент М_пр, пропорциональный углу закручивания φ. При постоянной скорости вращения ω ЧЭ повернется на такой угол φ, при котором будет выполняться равенство моментов М_вр  и М_пр. Как показывают расчеты, угол поворота ЧЭ, индицируемый стрелкой 4 на шкале 5, определяется выражением

где k – константа, определяемая конструкцией прибора, то есть размерами и типом ЧЭ, его расположением относительно магнитов; В – магнитная индукция в рабочем зазоре; ρ – удельное сопротивление материала ЧЭ; Е – модуль упругости материала пружины.

Представленные на рис. 2.8 тахометры обладают одним существенным недостатком, а именно, они не являются дистанционными, то есть указатель должен располагаться вблизи объекта измерений. Этого недостатка лишены дистанционные магнитоиндукционные тахометры, в комплект которых входят датчик и указатель с механизмом измерения. Для передачи вращения вала объекта валу механизма измерения указателя используется дистанционная синхронная передача, состоящая из синхронного трехфазного генератора, линии связи и синхронного двигателя.

В авиации нашли применение дистанционные магнитоиндукционные тахометры типа ТЭ со шкалой, проградуированной в оборотах в минуту, и типа ИТЭ со шкалой, проградуированной в процентах от максимальной частоты вращения вала объекта. Конструктивно оба типа тахометров незначительно отличаются друг от друга. На рис. 2.9 представлена кинематическая схема тахометра ИТЭ-1.

Рис. 2.9. Кинематическая схема тахометра ИТЭ-1

Тахометр ИТЭ-1 работает следующим образом. Вращение объекта с угловой скоростью ω передается ротору-магниту 1 синхронного генератора, который, вращаясь, индуцирует в статорных обмотках генератора 2 переменное напряжение. Напряжение по трехпроводной линии связи поступает на статорную обмотку синхронного двигателя 5, что вызывает вращение ротора, состоящего из двух крестообразных магнитов 3 и трех гистерезисных дисков 4. Последние обеспечивают устойчивый асинхронный запуск двигателя при быстром изменении частоты вращения объекта.

Вместе с ротором вращаются два диска с впрессованными в них цилиндрическими магнитами 7. Создающееся при этом вращающееся магнитное поле индуцирует вихревые токи в электропроводящем диске 6, закрепленном на другой независимой оси. На этой же оси закреплена и стрелка указателя 10. Взаимодействие вращающегося магнитного поля с вихревыми токами создает вращающий момент М_вр, который компенсируется противодействующим моментом М_пр, созданным пружиной 8. В результате чувствительный элемент повернется на некоторый угол, определяемый условием равенства моментов М_вр  и М_пр. Вместе с ним повернется и стрелка указателя 10. Закрепленный на оси указателя алюминиевый диск 9 служит для демпфирования ее колебаний. При резких изменениях частоты вращения в диске индуцируются вихревые токи, магнитное поле которых, взаимодействуя с полем неподвижных постоянных магнитов, создает тормозной момент и успокаивает подвижную часть указателя.

Погрешность тахометров типа ИТЭ не превышает ±0, 5 % в рабочем диапазоне измерений 60…100 % и ±1 % в остальных диапазонах измерений.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: