Основной параметр, определяющий тягу двигателя — это частота вращения. Прибор, измеряющий частоту вращения, называется тахометр. Область применения — замер частоты вращения ротора компрессора турбореактивного двигателя, вала поршневого двигателя, вала турбины газотурбинного двигателя и прочих валов.
Помимо этого, в качестве датчиков обратной связи, в системах слежения применяют тахогенераторы. В данном случае происходит замер частоты вращения исполнительных органов. Основная градуировочная погрешность авиационных тахометров, при нормальных условиях, не превышает ± 0,5% максимального значения шкал диаметром 80 мм. Для других шкал погрешность составляет ± 1%.
При работе тахометра уровень радиопомех должен быть минимальным, таким образом, достигается снижение магнитного влияния на показания других приборов. Частота вращения вала n выражается через угловую скорость ω = 2πn (радиан в секунду).
Частоту вращения вала измеряют различными методами, среди основных можно выделить электрические, механические и стробоскопические. К механическим методам следует отнести часовой, центробежный, вибрационный и фрикционный методы. Основной интерес для авиации представляют часовой и центробежный методы.
При центробежном методе используется зависимость центробежной силы от угловых скоростей вращения инерционных масс. При использовании данного метода, грузы крепятся на вращающейся оси при помощи шарниров. Под действием углового вращения грузы расходятся, перемещая вдоль оси муфту, которая сжимает пружину до тех пор, пока её усилие не уравновесит силу вращения. Это метод положен в основу, при изготовлении чувствительных элементов в авиационных системах автоматического регулирования частоты вращения газотурбинных двигателей.
Часовой метод нашел применение при измерении частоты вращения вала за интервал времени, который задан часовым механизмом.
Индукционный и магнитоиндукционный методы относятся к электрическим методам. При магнитоиндукционном методе — электропроводящее тело увлекается полем постоянного магнита, за счет индукционных токов наводимых в нём.
Индукционный метод использует тахогенераторы переменного и постоянного токов, при наведении ЭДС полем постоянного магнита. ЭДС зависит от частоты вращения обмотки или магнита.
Стробоскопический метод основан на периодическом краткосрочном освещении вращающегося вала с частотой, равной частоте вращения вала. Частота вспышек излучающей лампы определяется электронной схемой. Данный метод распространен в лабораторных условиях.
Видео:как определить обороты электромотораСкачать
Измерение частоты вращения
Измерение частоты вращения проводят с помощью механических, гидравлических, индукционных, частотных и электрических устройств.
К механическим измерителям частоты вращения относят центробежные тахометры. При вращении вала тахометра на грузы действует центробежная сила, под действием которой они расходятся, деформируя пружину и перемещая муфту.
В динамическом отношении центробежные тахометры – колебательные звенья.
Параметры их передаточных функций зависят от конструкции измерительного устройства.
К механическим измерителям относят также гироскопы.
Гидродинамические измерители преобразуют угловую скорость вращения в давление жидкости, создаваемое насосом.
В индукционных измерителях входной вал соединен с постоянным магнитом. При вращении магнита в металлическом диске индуктируется ЭДС, которая порождает вихревые токи. От их взаимодействия с полем постоянного магнита возникает момент вращения, значение которого пропорционально частоте вращения входного вала.
Действие электромашинных измерителей частоты вращения (электрических тахометров) основано на зависимости развиваемой генератором постоянного тока ЭДС U от частоты вращения ротора п.
В динамическом отношении электрический тахометр подобен безынерционному звену с коэффициентом преобразования
где kк – коэффициент, зависящий от конструкции: числа пар полюсов, числа проводников обмотки якоря и числа параллельных ветвей;
Обычно значение коэффициента передачи тахогенератора находится в пределах 0,06. 1,15 В ∙ с/рад.
При измерении частоты вращения рабочих органов мобильных сельскохозяйственных агрегатов часто применяют импульсные измерители скорости, преобразующие угловую скорость в частоту следования импульсов некоторого значения (тока, светового потока, излучения и т.д.). В динамическом отношении эти измерительные устройства также подобны безынерционному звену с коэффициентом передачи К = n / 2π, где n – число зубцов или отверстий вращающегося диска.
Читайте также: Сборка вертикального вала ямаха 15
Оптические ИП
В оптических ИП используются свойства контролируемых величин влиять на характеристики светового потока, пропускаемого через анализируемую среду.
Принцип действия фотоэлектрических измерительных преобразователей (фотоэлементов) основан на использовании фотоэлектрического эффекта, т.е. они реагируют на изменение светового потока и преобразуют световой поток в выходной электрический сигнал.
В зависимости от поведения электронов, высвобождающихся под действием светового потока, различают три группы фотоэлементов: с внешним и внутренним фотоэффектом и с запирающим слоем (вентильные).
Рис. Фотоэлектрические датчики: а – с внешним фотоэффектом;
б – с внутренним фотоэффектом, в – вентильные
Фотоэлемент с внешним фотоэффектом (рис. а) представляет собой вакуумную двухэлектродную лампу. Катод 1 образован светочувствительным слоем (цезий или сплав сурьмы с цезием) и нанесен на внутреннюю поверхность лампы, а анод 2 выполняется в виде кольца или пластины. Нередко в лампу вводят некоторое количество нейтрального газа (аргона), который не окисляет поверхность металла, но способен ионизироваться под ударами летящих электронов и увеличивать за счет своих ионов значение протекающего тока. Под действием световой энергии с поверхности выбиваются электроны, образующие электрический ток (внешний фотоэффект). Промышленность выпускает фотоэлементы следующих типов: ЦГ – цезиевый газонакопленный; СЦВ – сурьмяноцезиевый вакуумный; ЦВ – цезиевый вакуумный.
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом обладают высокой чувствительностью и высокой температурной стабильностью. Для них характерна линейная зависимость фототока от светового потока. К числу недостатков рассмотренных фотоэлементов, которые ограничивают их применение в автоматических системах управления, относятся: необходимость в повышенном напряжении питания; хрупкость стеклянного баллона; старение и утомляемость, т. е. снижение чувствительности при сильной освещенности.
Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом (фоторезисторы) чувствительнее элементов первого типа, использующих фотоэффект со свободной поверхности металла. Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом не нуждаются во вспомогательной энергии и им может быть придана весьма разнообразная и очень удобная форма. Недостатками их являются: подверженность влиянию окружающей температуры, утомляемость и высокая инерционность. Последнее ограничивает применение фотоэлементов с внутренним фотоэффектом при частоте прерывания светового потока в несколько десятков герц.
Фоторезисторы (рис. б) представляют собой стеклянную пластинку 1 с нанесенным тонким слоем селена или сернистых соединений различных металлов (таллия, висмута, кадмия, свинца). К пластине прикреплены электроды 2, имеющие контакт с полупроводниковым слоем. Размеры фоторезисторов очень невелики. При подаче к электродам напряжения через фоторезистор будет протекать ток, значение которого пропорционально освещенности. Зависимость тока от освещения имеет нелинейную величину. Однако чувствительность фоторезисторов в сотни раз превышает чувствительность вакуумных элементов, что позволяет их использовать в автоматических устройствах без усилителей.
У вентильных преобразователей свободные электроны, изменяя свою энергию под действием светового потока, остаются в веществе. В промышленности получили наибольшее распространение селеновые и меднозакисные фотоэлементы.
Селеновый фотоэлемент (рис. в) имеет четыре рабочих слоя. Первый слой образован тонкой пленкой золота 1, далее идут запирающий слой 2, селеновый слой 3 и стальная подкладка 4. Запирающий слой, обладая детекторным свойством, пропускает электроны, выделившиеся из пленки золота, и препятствует прохождению электронов противоположного направления. Таким образом, световой поток, проходя через пленку золота, создает вентильный фотоэффект. Электроны из освещенного слоя переходят в неосвещенный, что приводит к возникновению разности потенциалов Uвых.
Фотоэлектрические датчики просты по устройству и достаточно надежны в работе. Они находят широкое применение в системах автоматики в литейных и термических цехах: для автоматического управления освещением цехов, измерения температуры жидкого металла и нагретых деталей (фотоэлектрический пирометр), определения прозрачности жидкостей или газов, подсчета форм и изделий, проходящих по конвейеру, для контроля пламени в топках топливных печей. Они применяют в системах защиты обслуживающего персонала от травм и т. п.
Читайте также: Набор фиксаторов валов дизельных двигателей vw автодело 40457
К недостаткам оптических датчиков относятся зависимость точности преобразования от влияния внешних факторов и нестабильность характеристик источников света и фотоэлементов.
Видео:Как за 5 секунд узнать обороты электродвигателя без таблички без разборкиСкачать
Методы измерения частоты вращения
В настоящее время используются средства измерения, оценивающие частоту вращения объекта относительно неподвижной оси за конкретный промежуток времени.
Вращательное движение широко используется в технике (всевозможные валы двигателей, турбин и передаточных механизмов). Равномерное вращательное движение обладает повторяемостью во времени и по этому свойству близко периодическим колебательным процессам, которые также широко распространены. Необходимость контролировать состояния технических устройств привела к развитию различных методов измерения частот и скоростей вращающихся тел и частотных характеристик колебательных систем.
Угловые частоты и скорости вращения чаще всего определяют косвенно – путем использования тех или иных преобразователей механической величины в электрическую. Угловые скорости вращения можно измерять при помощи абсолютного метода, определив полное число оборотов вала в течение соответствующего промежутка времени, а также при помощи измерительных средств, позволяющих применить метод сравнения числа оборотов испытываемого вала с известной частотой какого-либоустойчивого и независимого периодического процесса.
Большинство тахометров имеют приводной вал, воспринимающий вращательное движение от испытываемого устройства, или дистанционный электрический датчик.
При помощи тахометра обычно измеряют среднюю скорость вращения, постоянную в заданном промежутке времени. Угловая скорость вращения , которая в технике измеряется числом оборотов в минуту, очень просто связана с частотой вращения (с-1)(синхронная частота вращения:
Современные технические устройства охватывают диапазон вращения механических деталей примерно до =200000 об/мин. Электрические приборы измерения скоростей вращения можно разделить на две основные группы:
а) приборы, измеряющие электрическое напряжение того или иного датчика,
пропорционально угловым скоростям, т.е. u k1 ;
б) приборы, измеряющие частоту переменного тока в датчике, пропорциональную измеряемой угловой скорости, т.е. f k2 .
Наибольшая точность измерения (до 0,001 %) может быть достигнута при использовании быстродействующих электронно-счетных схем. Принятый в этих приборах частотный метод измерения исключает возможность внесения дополнительных погрешностей датчиком и линией передачи, т.к. частота сигнала определяется лишь угловой скоростью вращения и конструкцией задающего элемента датчика. При этом датчики оборотов могут использовать различные физические принципы – существуют
датчики индукционные, фотоэлектрические, емкостные, индуктивные, радиоактивные и т.д.
Видео:Как определить скорость вращения вала электродвигателя и его мощность.Скачать
2.1.Тахометры
Приборы для измерения частоты вращения вала (угловой скорости) называются тахометрами. Тахометры, снабженные регистрирующим (записывающим) устройством, — называются тахографами. Приборы суммирующие число оборотов вала — называются счетчиками.
В зависимости от места установки тахометра и способа применения тахометры подразделяют на стационарные, дистанционные и ручные. По принципу действия, различают механические (центробежные), магнитные, магнитно-индукционные, электрические и электронные тахометры.
Видео:Как определить мощность, частоту вращения, двигателя без бирки или шильдика самому и простоСкачать
Как определить мощность, частоту вращения, начало и конец обмоток двигателя без бирки.
Что делать, если вы купили или достали каким-то образом эл.двигатель, на котором отсутствует бирка или шильдик с обозначением его мощности, частоты вращения и т.п.?
Либо на старом движке эти данные стерлись и стали нечитабельны.
При этом паспорта или какой-то другой технической документации у вас под рукой нет. Можно ли в этом случае узнать параметры двигателя самостоятельно?
Конечно же да, причем несколькими способами. Давайте рассмотрим самые популярные из них.
Первоначально для точного определения мощности потребуется выяснить синхронную частоту вращения вала, а перед этим узнать, где у нас начало каждой обмотки, а где ее конец.
По ГОСТ 26772-85 обмотки трехфазных асинхронных двигателей должны маркироваться буквами:
По старому госту обозначение было несколько иным:
Еще раньше можно было встретить надписи Н1-К1 (начало-конец обмотки №1), Н2-К2, Н3-К3.
На некоторых движках для облегчения распознавания концов обмоток их выводят из разных отверстий на одну или другую сторону. Как например на фото снизу.
Читайте также: Устройство распределительного вала двигателя
Но не всегда можно доверять таким выводам. Поэтому проверить все вручную никогда не помешает.
Если никаких обозначений и букв на барно нет, и вы не знаете, где у вас начало, а где конец обмотки, читайте инструкцию под спойлером.
В помощники берете мультиметр и устанавливаете его в режим замера сопротивления.
Одним щупом дотрагиваетесь до любого из шести выводов, а другим поочередно прикасаетесь к остальным пяти проводам, тем самым, ища соответствующую пару.
При ее нахождении на табло мультиметра должна высветиться цифра, показывающее некое сопротивление в Омах.
В остальных случаях с другими проводами сопротивление будет равняться бесконечности (обрыв).
Отмечаете данную обмотку бирками и переходите к оставшимся проводам. Таким нехитрым способом буквально за одну минуту можно «вызвонить» концы всех обмоток.
Однако это еще не все. Главная проблема заключается в том, что вы пока не знаете, какой из двух выводов является началом обмотки, а какой ее концом.
Для того, чтобы это выяснить, соединяете между собой по два вывода от разных обмоток. То есть, условное начало V1 первой обмотки, соединяем с условным концом второй обмотки — U2.
При этом у вас пока нет точной информации начало это или конец. Вы их сами так промаркировали для себя, чтобы сделать последующие замеры.
На другие концы этих двух обмоток (U1 и V2) подаете переменное напряжение 220В или меньше. Зависит это от того, на какое напряжение рассчитан ваш движок.
Смысл всего этого действия – замерить какое напряжение появится на концах третьей обмотки W1-W2. Это так называемый метод трансформации.
Если между W1-W2 будет какое-то значение (10-15В или больше), значит первые две обмотки у вас включены согласовано, то есть правильно. Все подписанные концы V1-V2, U1-U2 вы угадали верно.
Бирки на них менять не нужно.
Если же напряжение между W1-W2 будет очень маленьким или его вообще не будет, то получается, что первые две обмотки вы включили по встречной схеме (неправильно). Бирки на одной из обмоток придется поменять местами.
Разобравшись с двумя фазами переходим к третьей. Здесь процедура та же самая. Соединяете между собой условные начало и конец W1 и U2, а на U1 и W2 подаете 220V.
Замеры делаете между выводами V1 и V2. Если угадали, то двигатель может даже запуститься на двух фазах, ну или по крайней мере между V1 и V2 будет несколько вольт.
Если нет, то просто поменяйте местами бирки W1 и W2.
Второй метод определения начала и конца обмоток еще более простой.
Сперва находите три разные обмотки, как было указано выше. Соединяете их последовательно (условный конец первой с началом второй U2-V1, а конец второй с началом третье V2-W1).
На два оставшихся вывода U1-W2 подаете напряжение 220В. После этого поочередно подносите лампочку к концам каждой из обмоток (U1-U2, V1-V2, W1-W2).
Если она горит везде с одинаковой яркостью, то вы угадали со всеми выводами.
Если яркость будет отличаться, это говорит о том, что данная обмотка перевернута по отношению к двум другим.
На ней бирки нужно поменять местами. Вообще-то по ТБ с лампочкой в качестве контрольки уже давно запрещено работать, поэтому вместо нее лучше используйте мультиметр с функцией замера напряжения.
Для определения частоты по первому способу вам потребуется обычный китайский стрелочный мультиметр (аналоговый, не электронный!).
Определять частоту нужно при положении переключателя мультиметра в режиме измерения тока (100мА). Далее подключаете измерительные щупы в соответствующие разъемы:
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
💡 Видео
Как регулируется скорость вращения ротора асинхронных электродвигателей.Скачать
Как определить частоту вращения двигателяСкачать
Индуктивные датчики приближения. Принцип работы, виды, применение.Скачать
Энкодеры. Подробный обзор с экспериментами!Скачать
Схема ШИМ регулятора оборотов, скорости, частоты вращения кулера, вентилятора, двигателя на 555Скачать
5 способов определения числа оборотов трехфазного асинхронного двигателяСкачать
ЯК ШВИДКО та ПРОСТО перевірити будь-який ДАТЧИК АВТОМОБІЛЯ чи РОБОЧИЙ СВОЇМИ РУКАМИСкачать
Максимальная частота вращения вала двигателя 4000 об/минСкачать
Измерение числа оборотов двигателя в домашних условияхСкачать
Способы регулирования частоты вращения якоря машины постоянного токаСкачать
Шаговый двигатель как генератор. Уменьшение нагрузки при увеличении частоты вращенияСкачать
Принцип работы двигателя. 4-х тактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в 3DСкачать
Определить мощность электродвигателя по диаметру вала, параметрамСкачать
Как быстро определить реальную мощность двигателя на мотоблоке.(Максимальную)Скачать
Как трехфазный асинхронный двигатель работает на одной фазе? #энерголикбезСкачать
Ременная передача. Урок №3Скачать
