Đo vận tốc vòng quay bằng phương pháp Analog

3. Phân loại cảm biến:

4.2. Đo vận tốc vòng quay bằng phương pháp Analog

* Tốc độ kế một chiều (máy phát tốc) :

Máy phát tốc độ là máy phát điện một chiều, cực từ là nam châm vĩnh cửu, 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 quay

0 0 2     Nn n Er   (4-1)

Trong đó : N - là số vòng quay trong một giây  - là vận tốc góc của rôto

n - là tổng số dây chính trên rôto

83

Các phần tử cấu tạo cơ bản của một tốc độ kế dòng một chiều như hình 4.1

Hình 4.1 Cấu tạo máy phát tốc 1 chiều

* Tốc độ kế dòng xoay chiều :

Tốc độ kế xoay chiều có ưu điểm là không có cổ góp điện và chổi than nên có tuổi thọ bền hơn, không có tăng, giảm điện áp trên chổi than. Song nhược điểm là mạch điện phức tạp hơn, ngoài ra để xác định biên độ cần phải chỉnh lưu và lọc tín hiệu

- Máy phát đồng bộ : là một loại máy phát điện xoay chiều cỡ nhỏ (hình 4.2), rôto của máy phát được gắn đồng trục với thiết bị cần đo tốc độ, rôto là một nam châm hoặc nhiều nam châm nhỏ, stato là phần cảm, có thể là 1 pha hoặc 3 pha, là nơi cung cấp suất điện động hình sin có biên độ tỉ lệ với tốc độ quay của rôto.

t E

e 0sin (4-2)

Trong đó :E0K1. (4-3); K2. (4-4) với K1 và K2 là các thông số đặc trưng cho máy phát.

Ở đầu ra điện áp được chỉnh lưu thành điện áp một chiều, điện áp này không phụ thuộc vào chiều quay và hiệu suất lọc giảm đi 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 suy giảm tín hiệu trên đường đi không ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo (vì đo tần số).

- Máy phát không đồng bộ : Cấu tạo của máy phát không đồng bộ tương tự như động cơ không đồng bộ (hình 4.3). Rôto là 1 hình trụ bằng kim loại mỏng được quay với vận tốc cần đo, khối lượng và quán tính không đáng kể, stato làm bằng thép lá kỹ thuật điện, trên có đặt 2 cuộn dây được bố trí như hình vẽ, cuộn thứ nhất là cuộn kích từ, được cung cấp một điện áp định mức VC có biên độ Ve

84

Hình 4.2 Cấu tạo máy phát Hình 4.3 Cấu tạo máy phát đồng bộ không đồng bộ

Cuộn dây thứ 2 là cuộn dây đo, giữa 2 đầu của cuộn dây này sẽ xuất hiện sức điện động có biên độ tỉ lệ với vận tốc góc cần đo

) cos( ) cos(      E t k V t em m e e e (4-6) Trong đó : Em kVe (4-7)

với k - là hằng số phụ thuộc vào kết cấu của máy  - là độ lệch pha

Do đó khi đo Em sẽ xác định được 