- Принцип работы тахогенератора
- Микромашины в электротехнике
- Асинхронный тахогенератор
- Погрешности асинхронных тахогенераторов
- Признаки поломки датчика вращения вала
- Область применения тахогенератора
- Зачем нужен тахогенератор
- Тахогенератор с твердым валом
- Где находится и как заменить
- Что такое тахогенератор
- Как проверить на работоспособность и какое сопротивление должно быть
- §5.5. Тахогенераторы постоянного тока
- Как отремонтировать своими руками
- Полый вал
- Схема подключения тахометра ВАЗ-2106
- Неисправности тахогенераторов
- Характеристики тахогенераторов
- Линейность
- Скорость пульсации
- Обратимость
- Влияние температуры
- Механические нарушения
- Контакт между щетками и коммутатором
- Материалы
- Тахогенераторы достоинства и недостатки
- Преимущества
Принцип работы тахогенератора
Большинство современных генераторов скорости относятся к типу постоянных магнитов. В этих устройствах используется вращающийся якорь, один конец которого прикреплен к валу машины для измерения скорости вращения. Якорь вращается в постоянном магнитном поле, так что вращение индуцирует электродвижущую силу (напряжение), пропорциональную скорости вращения вала. Контакты якоря подключены к цепи вольтметра, которая преобразует напряжение в значение скорости.
Тахогенераторы со скользящей крышкой являются менее распространенным типом, в них используется алюминиевая чашка, которая вращается внутри спирального электромагнитного статора, при этом чашка прикреплена к валу. Переменный ток подается на обмотку статора, создавая вихревые токи вокруг чашки. Вращение чашки индуцирует пропорциональное напряжение во второй обмотке статора.
Микромашины в электротехнике
Помимо мощных устройств, требовались и маломощные машины, называемые также микромашинами. Они активно используются в вычислительной технике и устройствах автоматизации в качестве функциональных элементов.
- Эти типы устройств принято делить на три группы: электрические машинные усилители, исполнительные двигатели и информационные машины.
- Первый служит для усиления мощности электрических сигналов.
- Приводы преобразуют электрический ток в механическую энергию. Эти устройства могут быть асинхронными, шаговыми и постоянного тока.
На фото — тахогенератор
- Информационные машины состоят из тахогенераторов, датчиков, магнезиальных и поворотных преобразователей. Назначение этих устройств — преобразование неэлектрических величин в электрические сигналы. В частности, тахогенератор постоянного тока измеряет скорость вращения объекта и используется в различных электроприводах, станках, транспортных средствах и т д.
Асинхронный тахогенератор
Принципиальная схема асинхронного тахогенератора
Конструкция асинхронного тахогенератора точно такая же, как у асинхронного электродвигателя с немагнитным (полым) ротором).
- Обмотка возбуждения статора подключена к источнику переменного тока, а выходное напряжение снимается с генераторной обмотки (ГО).
- Принцип работы следующий — обмотка возбуждения питается переменным током с определенной частотой, в результате чего возникает пульсирующий магнитный поток, постоянно меняющий направление.
Что такое асинхронный тахогенератор
- Благодаря влиянию этого магнитного поля во вращающемся роторе индуцируются два вида ЭДС — вращательная и трансформаторная.
- В цепях, перпендикулярных оси обмотки возбуждения, также начинают протекать токи, вызванные вращением ЭДС. Эти токи, пульсируя, также индуцируют новый выход ЭДС.
- Если не углубляться в физические расчеты, то можно сказать, что асинхронный тахогенератор представляет собой несимметричный двухфазный прибор, который можно рассмотреть по симметричным составляющим.
Погрешности асинхронных тахогенераторов
Выходное напряжение, обеспечиваемое тахогенератором этого типа, представляет собой комплексную величину, указывающую на погрешности фазы и амплитуды.
Расчет погрешностей асинхронного тахогенератора
- Фазовая ошибка — это отклонение в градусах фазы выходного напряжения от базовой фазы напряжения, то есть напряжения возбуждения. Этот эффект возникает в основном за счет индуктивного сопротивления статора и большей части ротора. Этот тип ошибки можно уменьшить, правильно выбрав характеристики приложенной нагрузки.
- Амплитудная погрешность – это отклонение показаний напряжения от скорости вращения от идеального значения, при котором они должны быть равны. Этот показатель выражается в процентах.
Чертеж тахогенератора
Как и фазовые ошибки, этот эффект можно уменьшить правильной настройкой и калибровкой асинхронного тахогенератора.
- Физические причины ошибки амплитуды следующие. Во-первых, происходит падение напряжения в обмотке генератора. Во-вторых, изменяется ток возбуждения, а вслед за ним и магнитный поток, поскольку ЭДС трансформатора на ротор вызывает размагничивание. Третья причина заключается в том, что магнитный поток обмотки генератора противодействует магнитному потоку вращения, из-за чего несколько уменьшается.
- Также стоит помнить, что ротор имеет определенное индуктивное сопротивление, которое также влияет на магнитный поток вращения, уменьшая его.
- И последнее — магнитный поток вращения индуцирует ЭДС вращения, а значит появляется новый ток и магнитное поле, которые также противодействуют потоку возбуждения. Эта электродвижущая сила пропорциональна угловой скорости вращения, а значит, с увеличением скорости вращения ротора она также будет увеличиваться и сопротивление будет увеличиваться. Это выражается в падении напряжения в обмотке возбуждения и уменьшении магнитного потока вращения.
- Интересно, что одновременно уменьшить и фазовую, и амплитудную ошибки невозможно. Поэтому схема подключения отлажена таким образом, чтобы уменьшить наиболее влиятельные ошибки в конкретном случае.
Интересно знать! На практике доказано, что при малых частотах вращения асинхронного тахогенератора оба вида погрешностей достаточно малы, из-за чего диапазоны вращения приборов ограничены конкретными значениями.
Хотя эти типы ошибок являются наиболее важными, они далеко не единственные:
- Нулевой сигнал – это напряжение, имеющееся на обмотке генератора в момент неподвижного ротора. Этот параметр не остается постоянным, а изменяется при вращении ротора. Он состоит из двух компонентов: постоянного и переменного.
- Постоянная переменная возникает из-за неточного смещения обмоток; наличие коротких замыканий в обмотках и сердечнике; неравномерная магнитная проницаемость; неравномерный воздушный зазор; токи рассеяния и так далее.
- Переменная составляющая обусловлена неравномерностью толщины стенок ротора, если он полый, что вызывает различие активного сопротивления цепей, а значит, и различие тока и магнитного потока.
- Для ослабления постоянной составляющей нулевого сигнала обмотки установлены на разных статорах: одна расположена внутри, другая снаружи. При этом при сборке асинхронного тахогенератора внутренний статор вращается до тех пор, пока нулевой сигнал не достигнет минимального значения.
- Преодолеть переменную составляющую можно только путем калибровки ротора, его симметрии.
Выходные характеристики тахогенератора
- Следующая ошибка называется асимметрией выходного напряжения. Он выражается разницей между напряжениями, создаваемыми тахогенератором при вращении в разные стороны. Эффект особенно заметен на низких скоростях.
- причина явления связана с остаточной ЭДС от нулевого сигнала, поскольку фаза остается постоянной, а фаза вращения сдвинута на 180 градусов. Решите проблему, уменьшив нулевой сигнал.
- Последний тип ошибки – это температура. Влияние температуры окружающей среды, а также нагрев при работе ротора влияет таким образом, что изменяется активное сопротивление обмоток статора и ротора. Все это, в свою очередь, влияет на идеальное выходное напряжение, увеличивая амплитудные и фазовые ошибки.
- Для стабилизации изменения сопротивления обмотки возбуждения терморезисторы включают последовательно. Ротор изготовлен из материалов с максимально низким температурным коэффициентом.
Признаки поломки датчика вращения вала
В том случае, если стиральная машина набирает воду и двигатель начинает работать с резким изменением оборотов, велика вероятность поломки датчика тахометра. Большинство моделей современных стиральных машин одновременно выдают код ошибки на дисплее или миганием светодиода сигнального тока. После отображения кода ошибки, который для каждой модели СМ разный, стиральная машина обычно начинает слив воды.
Кроме того, признаками порчи являются:
- высокая или низкая скорость вращения барабана не характерна для того или иного режима стирки или отжима;
- полное отсутствие вращения барабана;
- машина «зависает» в определенный момент стирки, а мотор не может набрать необходимые обороты для отжима белья;
- на моделях с прямым приводом начинается неприятное дребезжание и дерганье барабана вперед-назад;
- по окончании цикла стирки и отжима белье остается плохо отжатым или мокрым.
Выход из строя датчиков или сбой в работе могут быть вызваны двумя основными причинами: механическими повреждениями или нарушениями в работе электрической цепи. Механические повреждения корпуса тахометра, нарушение целостности крепления и проводов можно обнаружить при внешнем осмотре. Для выявления причин неисправностей, вызванных неисправностью электрических компонентов, необходимо использовать мультиметр.
Область применения тахогенератора
Тахогенераторы должны быть прочными, надежными, точными, чувствительными и стабильными. Эти агрегаты (тахогенераторы постоянного тока, тахогенераторы переменного тока, бесколлекторные тахогенераторы постоянного тока) адаптированы для любой отрасли:
- станки;
- дозирующие системы;
- подъемно-транспортные системы;
- лифты;
- оборудование для производства бумаги;
- текстильное оборудование;
- линии по производству стекла;
- прокатные станы;
- железнодорожная отрасль и др.
Эти датчики выпускаются с различными механическими вариантами и размерами корпуса, а также с различными электрическими характеристиками, например, для напряжений от 2 до 6000 вольт при 1000 об/мин, частот вращения до 12000 об/мин, машин с валом и подшипниками, машин с полым валом.
Читайте также: Электроизоляционные материалы: виды, марки, свойства, область применения
Фото — внешний вид генератора скорости
Зачем нужен тахогенератор
Давайте узнаем, где применяются тахогенераторы. Они используются в качестве датчиков, которые измеряют и контролируют скорость. Это достаточно информативная машина.
Его использование:
- осциллография изменения скорости вращения валов;
- обратная связь в системах слежения.
Применяется оборудование и непосредственно для измерения частоты вращения механизмов, машин.
Тахогенератор с твердым валом
Такие тахогенераторы соединены с валом, который, в свою очередь, соединен с устройством внешнего вращения. Это вращение внешнего устройства, которое вращает вал тахогенератора и таким образом формирует определенный диапазон напряжения в соответствии со скоростью и направлением вала.
Тахогенераторы могут указывать направление вращения из-за того, что если вал тахогенератора перевернуть, изменится полярность выходного напряжения. Лучше всего подходит для работы с высокими нагрузками.
Где находится и как заменить
Современные стиральные машины могут быть оснащены коллекторными (щеточными), асинхронными (бесщеточными) и инверторными двигателями. Коллекторный и асинхронный двигатели обеспечивают вращение стирального барабана через ременную передачу. Инверторные двигатели, которыми оснащено большинство современных моделей LG, обеспечивают прямую работу барабана (Direct Drive).
В первых двух случаях тахометры установлены на валу двигателя в задней части корпуса. Это электромагнитные катушки, в которых есть роторы с электромагнитными полюсами. В инверторных электродвигателях данные о вращении получают от ротора, в который встроены мощные неодимовые магниты. По этой причине тахометры устанавливаются в непосредственной близости от ротора и крепятся к корпусу машины замками.
Функции устройства каждой модели стиральной машины определяют тип, внешний вид и место установки тахометра. При этом каждый такой электрический элемент имеет пластиковый или металлический корпус и клеммы (контакты) для подключения к электрической цепи.
Для замены датчика необходимо хотя бы частично разобрать стиральную машину и добраться до электродвигателя. Для свободного доступа к датчику холла на машинах с ременным приводом обычно требуется снятие двигателя. В машинах с прямым приводом LG для снятия датчика тахометра необходимо разобрать металлическую крышку инверторного двигателя и ротор.
Что такое тахогенератор
Это маломощные электрогенераторы мощностью от 10 до 50 Вт. Их назначение основано на преобразовании частоты вращения (перемещения механической плоскости за счет вращения вала) в электрические сигналы (напряжения) в автоматических системах. Так, на тепловозах с электрическим редуктором используется оборудование для регулировки мощности в автоматическом режиме.
Устройство представляет собой часть электродвигателя, закрепленную или установленную на валу. Выходной сигнал устройства поступает либо на специальный блок автоматического управления (контролирующий частоту вращения вала двигателя), либо на блок визуальной индикации. Таким образом, можно ответить на вопрос — на чем основан принцип работы тахогенератора.
Как проверить на работоспособность и какое сопротивление должно быть
В том случае, если при внешнем осмотре обнаружено, что целостность корпуса датчика управления частотой вращения двигателя не нарушена, а места крепления и соединения проводки в порядке, следует проверить его электрические характеристики.
На многих моделях стиральных машин можно проверить целостность и параметры электрической цепи, не разбирая электродвигатель. Для этого достаточно отсоединить провода тахогенератора от разъема, а концы меток можно проверить мультиметром.
Диагностика должна проводиться в несколько этапов:
Мультиметр должен быть установлен в режим измерения сопротивления. При проверке большинства тахометров допустимое значение тахометра находится в пределах 60 Ом.
Для управления генератором отключения для выработки электрического сигнала мультиметр устанавливается в режим измерения напряжения. Когда вы поворачиваете вал двигателя (барабан) вручную, рабочий мультиметр должен показывать около 0,2 вольта.
Также можно проверить генератор скорости методом «кольца» мультиметром со звуковым сигналом. Для этого тестовый блок переводят в режим «кольцо» и подключают двумя проводами к генератору скорости. Прерывистый звуковой сигнал при повороте вала двигателя свидетельствует о том, что датчик работает.
Таким же образом можно проверить, доходит ли сигнал с датчика до платы управления. Для этого мультиметр подключается к соответствующим клеммам на блоке управления.
Частой причиной выхода из строя тахометров, установленных на стиральных машинах LG Direct Drive, является выход из строя (перегорание) одного или нескольких элементов сопротивления, расположенных на электронной плате. Для проверки мультиметр устанавливают в положение «кОм». При использовании щупов для первого и последнего контактов разъема датчика показания должны быть в пределах 10 кОм. Если переставить щуп с последнего контакта на соседний, сопротивление тоже должно быть в пределах 10 кОм. Если прибор показывает бесконечность, датчик Холла неисправен.
§5.5. Тахогенераторы постоянного тока
Тахогенераторы постоянного тока () по принципу действия и конструкции представляют собой электрические коллекторные микромашины постоянного тока с независимым электромагнитным возбуждением или возбуждением от постоянных магнитов.
Выходные характеристики. Выходной характеристикой тахогенератора является зависимость напряжения UЯ от угловой скорости якоря ω при Ф=const и RH=const. Электродвижущая сила ЭД якоря прямо пропорциональна потоку магнитного возбуждения и угловой скорости якоря. На основании (5.6) с постоянным магнитным потоком
EI=Stg.0ω=Stg.0(dΘ/dt), (5.28)
где Stg.0=kФВ — крутизна генератора частоты вращения в холодном состоянии; Θ — угол поворота якоря тахогенератора. Выражение (5.28) представляет собой уравнение для выходной характеристики тахогенератора постоянного тока при холодном токе, т е с разомкнутой цепью якоря. Эта линейная зависимость проявляется в (при Rн=∞).
При подключении обмотки якоря к прибору или устройству с конечной величиной входного сопротивления выходное напряжение будет меньше ЭДС якоря. Уравнение равновесия ЭДС и напряжений в цепи якоря, записанное по второму закону Кирхгофа, имеет вид UЯ = EЯ-IЯR QYa, где II — ток якоря; R qya - сопротивление цепи якоря, равное сумме сопротивлений обмотки RI и щеток. Так как по закону Ома IЯ = UЯ/RH, то
УИ = ЭИ/(1 + R КЯ/RH) = S tg.0ω/(1 + R КЯ/RH). (5.29)
Уравнение (5.29) указывает на линейность выходной характеристики тахогенератора постоянного тока с постоянным магнитным потоком возбуждения и щеточным сопротивлением. Выходные характеристики, соответствующие уравнению (5.29), показаны для двух конечных значений сопротивления нагрузки R H1 и R H2, при этом R H1 > R H2. Однако выходная характеристика генератора реальной скорости может отклоняться от линейной зависимости (5.29)). Это связано с двумя факторами: 1) появлением потока якоря под нагрузкой тахогенератора, нелинейно ослабляющего поток возбуждения с увеличением тока якоря.
Поэтому ЭДС якоря под нагрузкой не является постоянной величиной при заданной угловой скорости якоря, а зависит от нагрузки; 2) изготовление тахогенераторов постоянного тока с графитовыми щетками. Для тахогенераторов с графитовыми щетками постоянным является не сопротивление переходного контакта, а падение напряжения U вт. Это соответствует характеру зависимости сопротивления графита от плотности тока в нем.
В таком тахогенераторе напряжение на зажимах якоря при нагрузке U i = E iU wI i R i.Выходная характеристика, построенная с учетом размагничивающего действия реакции якоря и постоянства падения напряжения в щеточном контакте , показано на рис. 5.17,б штриховой линией. Как видим, характеристика нелинейная, т.е есть ошибка при отображении функциональной зависимости.
Характеристика не начинается с нуля, так как при малой угловой скорости якоря ЭДС меньше падения напряжения на щетках и UR = 0. Это означает, что тахогенератор имеет мертвую зону Δω зн — диапазон угловых частоты вращения ротора, в пределах которых выходное напряжение практически равно нулю. Крутизна генератора отключения постоянного тока при нагрузке S tg в общем случае является нелинейной функцией угловой скорости якоря. Если в частном случае можно пренебречь размагничивающим действием реакции якоря, то на основании (5.29)
С тг. = S тт.0 / (1 + R i / R н), (5.30)
крутизна не зависит от угловой скорости якоря. Оно определяется конструктивными параметрами и напряжением возбуждения машины и увеличивается с увеличением сопротивления нагрузки. Для тахогенераторов постоянного тока с R н>> RI крутизна S tg. = 3–100 мВ/(об/мин).
Классы погрешности и точности. Неспособность показать функциональную зависимость, вызванную якорной реакцией, является принципиальной. Для уменьшения погрешности целесообразно к выходу тахогенератора подключать как можно большее нагрузочное сопротивление R н и использовать малый диапазон угловых скоростей якоря (ωном), так как реакция якоря в этом случае пренебрежимо мала.
Очень низкая погрешность для тахогенераторов, выполненных на базе машины постоянного тока с полым или дисковым якорем, так как для таких машин, как указано, влияние реакции якоря снижено. Мертвая зона является конструктивным недостатком тахогенераторов постоянного тока. Мертвая зона сужается с увеличением наклона тахогенератора: Δ ω зн=Uш/Стг. Значительное снижение Δωzn достигается применением металлических щеток с серебряной напайкой в местах контакта с коллектором, где вольт-амперная характеристика имеет линейный характер.
К технологическим погрешностям тахогенератора постоянного тока относится несимметрия — отклонение выходных напряжений тахогенератора от среднего значения в нагрузочном режиме при равных угловых скоростях и разных направлениях вращения ротора. При неточной установке щеток на геометрическую нейтраль появляется продольная реакция якоря, которая будет намагничиваться при одном направлении вращения и полярности тока, а размагничиваться при другом. Значение асимметрии (%):
Atg = (Ucell-Ui пр) 100 / (Ucell + Ui пр),
где Ucell и Ui pr соответственно — напряжение якоря при вращении по часовой стрелке и против часовой стрелки. Некоторую погрешность в работу тахогенератора постоянного тока вносит пульсация выходного напряжения, непостоянная во времени при постоянной угловой скорости ротора. Пульсации связаны с конструктивными и технологическими погрешностями тахогенератора.
Пульсации якоря вызваны изменением магнитного сопротивления и, следовательно, магнитного потока при вращении якоря, что может быть связано с эллиптичностью или эксцентриситетом якоря. Указанные пульсации связаны с изменением магнитного потока под полюсом из-за зубчатой поверхности якоря. Якорные и зубчатые пульсации отсутствуют в тахогенераторах с полым немагнитным или дисковым якорем. Пульсации коллектора вызываются периодическим изменением числа витков в параллельных ветвях обмотки якоря вследствие замыкания части витков при коммутации и вибрации щеток на коллекторе.
Пульсации режекции и коллектора высокочастотны и очень легко сглаживаются LC-фильтрами.
Якорные импульсы имеют более низкую частоту. Для прецизионных тахогенераторов амплитуда пульсаций не превышает 0,1–1 % среднего напряжения. Генераторы отключения постоянного тока имеют неисправности. Например, при электромагнитном возбуждении возможна температурная погрешность из-за нагрева полюсной обмотки, увеличения сопротивления и уменьшения тока возбуждения и выходного напряжения.
Такая же ошибка возможна при колебаниях напряжения в сети, питающей полюсную обмотку. Чтобы даже значительные изменения тока возбуждения не вызывали больших изменений магнитного потока, магнитная система тахогенератора находится в насыщении. Если магнитопровод тахогенератора должен быть ненасыщенным, для предотвращения температурных ошибок применяют теплочувствительные магнитные шунты. Тахогенератор с возбуждением от постоянных магнитов не имеет указанных погрешностей работы.
Существенным преимуществом такого тахогенератора является то, что он не нуждается в источнике питания. Преимуществом тахогенераторов постоянного тока является возможность получения небольшой погрешности путем отображения зависимости функции. Однако имеется ряд недостатков, ограничивающих его применение: наличие скользящего коллекторно-щеточного контакта, что значительно снижает надежность машин; необходимость использования фильтров от радиопомех и для сглаживания пульсаций выходного напряжения.
При оценке класса точности тахогенераторов постоянного тока используют два показателя: погрешность отображения функциональной зависимости и асимметрию. Класс точности тахогенератора устанавливается по наихудшим показателям. В зависимости от класса допустимая погрешность и асимметрия находятся в пределах 0,02-2,5 %
Динамические свойства. В режиме, близком к холостому ходу, тахогенератор можно считать усиливающим звеном, если входной величиной является угловая скорость, и идеальным дифференцирующим звеном, если входной величиной является угол поворота ротора. В соответствии с (5.28) передаточные функции генератора скорости для этих двух случаев будут иметь вид
W(p)=e R(p)/ω(p)=K tg, (5.31) W(p) = ei(p)/Θ(p)=K tg p, (5.32)
где коэффициент передачи тахогенератора К tг = S tг.0 В реальных условиях тахогенератор может работать с нагрузкой, что скажется на его динамических характеристиках. Переходные процессы в генераторе постоянного тока, работающем на нагрузку, обсуждаются в § 5.3. Тахогенератор работает с постоянным потоком возбуждения, и его инерционность будет определяться только постоянной времени цепи якоря:
W(p)=Ui(p)/ω(p)=K tg. /(τ i p+1), (5.33) W(p)= U i(p)/Θ(p)=K tg.p/(τ i p+1), (5.34)
где К тг.=S тг. Как видно из (5.34), тахогенератор является инерционным дифференциатором и производит дифференцирование с некоторым искажением, которое определяется постоянной времени τi ().
Если дифференцирование должно происходить без искажений, постоянная времени должна быть сведена к минимуму, при этом тахогенератор можно рассматривать как безынерционную связь. Передаточная функция такого тахогенератора (5.32), график передаточной функции представлен в . Значительного снижения τ I можно добиться, применяя в качестве тахогенераторов машины с полым немагнитным ротором (якорем) или дисковым ротором, которые, как указано, имеют малую индуктивность обмотки якоря.
Как отремонтировать своими руками
Если после осмотра и диагностики выяснится, что датчик имеет видимые повреждения или свойства сопротивления не соответствуют указанным, его следует заменить на новый.
Датчики Холла для стиральных машин LG с прямым приводом стоят около 10 долларов. Относительно невысокая цена таких элементов и их плохая ремонтопригодность говорят в пользу легкой замены в случае выхода из строя. При наличии паяльника и определенных навыков можно заменить элементы сопротивления на новые с необходимым номиналом.
На коллекторных двигателях причиной неисправности датчика скорости может быть обрыв или перегорание обмотки. Обрыв обмотки может быть результатом попадания воды в обмотку. В домашних условиях сделать качественный ремонт с отмоткой назад практически невозможно. Поэтому такой датчик лучше заменить.
Часто неисправность датчика может заключаться в попадании угольной пыли с угольных щеток, достаточно прочистить и продуть элемент.
Процесс замены датчика холла осуществляется в несколько основных этапов:
- Снять электродвигатель. Для машин LG с прямым приводом снимите металлическую крышку и ротор.
- Отсоедините провода (клеммы, разъемы) тахогенератора.
- Ослабьте и снимите все крепления с помощью тонкой отвертки и снимите датчик.
- Замените отключающий генератор, выполнив все операции по установке в обратном порядке.
После сборки стиральной машины нужно убедиться, что СМА (автоматическая стиральная машина) работает в основных режимах работы.
Полый вал
Тахогенераторы с полым валом внутренне отличаются от вариантов со сплошным валом тем, что они имеют четыре магнитных полюса вместо двух. Такая конструкция позволяет генератору скорости работать с нагрузками более низкого напряжения. Примером использования тахогенератора постоянного тока с полым валом является определение скорости лифта.
Тахогенератор постоянного тока установлен в подъемном механизме на канатном шкиве, приводящем в движение тросы. Он позволяет точно контролировать скорость троса, чтобы лифт останавливался на нужном этаже и делал это плавно.
Схема подключения тахометра ВАЗ-2106
«Шестерки» оснащались тахометром модели ТХ-193. Такой тахометр состоит из:
- пластиковый цилиндрический корпус со стаканодержателем;
- шкала, разделенная на зоны безопасных и опасных режимов;
- лампы подсветки;
- миллиамперметр, на валу которого закреплена стрелка;
- электронная плата.
Принцип работы основан на измерении количества импульсов электрического тока в первичной (низковольтной) цепи системы зажигания автомобиля. В двигателе ВАЗ 2106 за один оборот вала распределителя, соответствующий двум оборотам коленчатого вала, контакты в переключателе замыкаются и размыкаются ровно четыре раза. Эти импульсы снимаются устройством с конечного вывода первичной обмотки катушки зажигания.
По мере прохождения через детали электронной карты их форма преобразуется из синусоидальной в прямоугольную с постоянной амплитудой. С платы ток поступает на обмотку миллиамперметра, где увеличивается или уменьшается в зависимости от частоты следования импульсов. Стрелка на устройстве реагирует именно на эти изменения. Чем больше ток, тем больше стрелка отклоняется вправо и наоборот.
Подключаем тахометр в карбюратор ваз 2106
Электрическая схема карбюраторной «шестерки» тахометра
В бесконтактной системе зажигания тахометр подключен не к катушке, а к коммутатору
Подключить тахометр на инжекторный ВАЗ
Следует помнить, что цвета проводов и их назначение могут различаться в зависимости от производителя устройства, но для стандартного устройства «ТХ-193», которое обычно используется в «шестерках», схема выглядит следующим образом:
- Для подключения подсветки необходим белый кабель.
- Красный провод подключается к замку зажигания, для этого используется предохранитель, этот кабель обеспечивает питание при включении зажигания.
- Для подключения к кузову автомобиля необходим белый кабель с черной пробкой.
- Коричневый провод подключается к клемме K+ на катушке.
- Черный провод подключается к реле индикатора тока заряда. Последний, в свою очередь, установлен справа в моторном отсеке.
- Серо-черный кабель требуется для подключения к регулятору давления моторной жидкости, установленному слева от двигателя.
Неисправности тахогенераторов
Каждый генератор скорости должен пройти несколько этапов испытаний, прежде чем он будет введен в постоянную эксплуатацию. При несоблюдении рекомендаций производителя тахогенератор может не только прослужить недолго, но и получить серьезные повреждения в начале работы.
Из-за неисправностей может быть неправильно определена скорость вращения вала, что приведет к механическому выходу из строя. Большие нагрузки могут вывести из строя не только тахогенератор, но и устройство, к которому он подключен.
Часто в тахогенераторах выходят из строя:
- шкив – в результате износа или механического повреждения;
- щетки коллектора – в большинстве случаев из-за износа;
- износ контактных колец;
- проблемы с регулятором напряжения;
- короткое замыкание витков обмотки статора;
- запас может быть уничтожен;
- повреждение диодного моста;
- провода к цепи зарядки приходят в негодность.
Характеристики тахогенераторов
Линейность
Предполагается, что выходное напряжение постоянного тока пропорционально скорости, но плохой контакт щетки с коммутатором и реакция якоря из-за нагрузки обычно являются причиной нелинейности.
Некоторые производители гарантируют линейность своей продукции в широком диапазоне скоростей.
Скорость пульсации
Частота пульсаций, наложенная на напряжение постоянного тока, имеет частотный спектр, который можно разложить с точки зрения корреляции:
- на скорости вращения
- количество баров
- количество анкерных пазов,
- количество коллекционных листов.
Первый и последний элементы в основном зависят от качества механической конструкции машины и правильности монтажа (погрешность симметрии, эксцентриситет и т д.). Остальные элементы имеют электромагнитное происхождение и зависят от конструкции изделия.
Пульсация — это среднее пиковое значение выходного сигнала, возможно, отфильтрованного, по сравнению со значением постоянного тока.
Обратимость
Обратимость – это разница между двумя константами скорости, измеренными в обоих направлениях вращения. Любая разница в основном связана с неправильным расположением щеток.
Производители стараются предусмотреть в своей конструкции наилучшее положение щеток, положение щеток обычно не регулируется.
Влияние температуры
На выходной сигнал влияет температура: ЭДС уменьшается из-за потери обратимой намагниченности магнитов. Эта операция связана с типом используемых магнитов.
Генераторы скорости, использующие магниты альнико, имеют дрейф менее 0,02%/°C, по сравнению с генераторами скорости, использующими самариево-кобальтовые магниты, имеют дрейф менее 0,05%/°C.
Механические нарушения
В зависимости от того, какие магниты используются, на производительность в большей или меньшей степени влияет установка или снятие ротора. Использование самариево-кобальтовых магнитов исключает риск размагничивания.
Контакт между щетками и коммутатором
Качество контакта между щетками и коммутатором очень важно, так как условия контакта влияют на качество сигнала.
Материалы
Щетки либо электрографитовые, либо серебристо-графитовые, коллекторы медные, реже серебряные. Использование серебряного переключателя снижает падение напряжения даже в более суровых условиях или после длительного периода бездействия.
Производители обычно могут предложить ряд промышленных тахогенераторов с серебряными переключателями для широкого спектра применений.
Тахогенераторы достоинства и недостатки
Преимущества
- Практическое выходное напряжение: Тахогенератор обеспечивает практическое выходное напряжение, которое можно измерить с помощью большинства обычных вольтметров постоянного тока. Это означает, что вам не нужно покупать специальный вольтметр для измерения частоты вращения вала проверяемых устройств.
- Указывает направление вращения: Выходное напряжение, измеренное тахогенератором, указывает направление, в котором вращается вал.При этом, помимо информации о скорости, с помощью этих приборов вы получаете конкретную информацию о направление вращения.