Mục tiêu: Trình bày các phương pháp đo tốc độ
Cảm biến vận tốc góc quay cung cấp cho ta tín hiệu đo là tần số. Thông thường trên trục quay được đánh một hay nhiều dấu và một cảm biến ở phần không chuyển động sẽ ghi nhận sự chuyển động của các dấu nàỵ Tần số đo được tỉ lệ với vòng quay n và số dấu k:
f = n.k
Để đo tốc độ quay của rotor ta có thể sử dụng các phương pháp sau:
Sử dụng máy phát tốc độ một chiều hoặc xoay chiều, thực chất là các máy phát điện công suất nhỏ có sức điện động tỉ lệ với tốc độ cần đọ Được sử dụng rộng rãi trong các hệ chuyển động kinh điển.
Sử dụng bộ cảm biến quang tốc độ với bộ mã hóạ
Sử dụng máy đo góc tuyệt đốị
Xác định tốc độ gián tiếp qua phép đo dòng điện và điện áp stator mà không cần dùng bộ cảm biến tốc độ.
1.1. Đo vận tốc vòng quay bằng phƣơng pháp analog1.1.1. Tốc độ kế một chiều (máy phát tốc): 1.1.1. Tốc độ kế một chiều (máy phát tốc):
Máy phát tốc độ là máy phát điện một chiều, cực từ là nam châm vĩnh cửụ
Điện áp trên cực máy phát tỉ lệ với tốc độ quay của nó. Máy phát tốc độ nối cùng trục với phanh hãm điện từ và cùng trục với động cơ do đó tốc độ quay của nó chính là tốc độ quay của động cơ. Tốc độ này tỉ lệ với điện áp của máy phát tốc độ, dùng Vmét điện từ hoặc đồng hồ đo tốc độ nối với nó có thể đo được tốc độ của động cơ. Giá trị điện áp âm hay dương phụ thuộc vào chiều quaỵ
Er= −( nΦ0)/ 2π = −NnΦ N: số vòng quay trong 1 s.
: vân tốc góc của rotor.
n:làtổng số dây chính trên rotor.
Φ0: là từ thông xuất phát từ cực nam châm
Các phần tử cấu tạo cơ bản của một tốc độ kế dòng một chiều biểu diễn trên hình 4.1.
Stator (phần cảm) là một nam châm điện hoặc một nam châm vĩnh cửu có hai cực nam và bắc nằm ngoài cùng. Rotor (phần ứng) gồm có lõi thép phần ứng, trên có xẻ rãnh, trong rãnh có đặt dây quấn
Hình 4.1: Cấu tạo của một máy phát dòng một chiềụ
1.1.2. Tốc độ kế dòng xoay chiều
Tốc độ kế dòng xoay chiều có ưu điểm là không có cổ góp điện và chổi than nên có tuổi thọ, không có tăng, giảm điện áp trên chổi than. Nhược điểm là mạch điện phức tạp hơn, ngoài ra để xác định biên độ cần phải chỉnh lưu và lọc tín hiệụ
ạ Máy phát đồng bộ.
Là một loại máy phát điện xoay chiều loại nhỏ. Rotor của máy phát được gắn đồng trục với thiết bị cần đo tốc độ. Rotor là một nam châm hoặc nhiều nam châm nhỏ hình 4.3. Stator là phần cảm, có thể 1 pha hoặc ba pha, là nơi cung cấp suất điện động hình sin có biên độ tỷ lệ với tốc độ quay của rotor.
e = E0sinΩt
E0= K1., Ω=K2.
K1 vàK2là các thông số đặc trưng cho máy phát.
Ở đầu ra điện áp được chỉnh lưu thành điện áp một chiềụ Điện áp này không phụ thuộc vào chiều quay và hiệu suất lọc giảm đi khi tần số thấp. Tốc độ quay có thể xác định được bằng cách đo tần số của sức điện động. Phương pháp này rất quan trọng khi khoảng cách đo lớn. Tín hiệu từ máy phát đồng bộ có thể truyền đi xa và sự suy giảm tín hiệu trên đường đi không ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đọ (vì đo tần số).
Hình 4.2. Cấu tạo của một máy phát đồng bộ. (a: 1 pha, b: 3 pha)