2.2. Cỏc thiết bị đo lƣờng
2.2.3. Đo lƣờng tốc độ
Tốc độ truyền động là đại lƣợng điều chỉnh chớnh, vỡ vậy thiết bị đo tốc độ cú vai trũ quan trọng quyết định tới chất lƣợng động và tĩnh của truyền động. Hiện nay đo tốc độ trong hệ truyền động, ngƣời ta thƣờng dựng mỏy phỏt tốc một chiều, phỏt tốc xoay chiều và cỏc bộđo tốc độ xung và số.
a) Mỏy phỏt tốc một chiều
Loại này thƣờng là mỏy phỏt một chiều kớch thớch vĩnh cửu với nhiều kớch thƣớc và dạng kết cấu khỏc nhau phự hợp cho việc lắp đặt.
Ƣu điểm: tớn hiệu liờn tục cho cả 2 chiều quay, giỏ hợp lý, tin cậy cao và kết cấu rất bền vững.
Nhƣợc điểm: khụng cú tớn hiệu đo vị trớ trực tiếp.
M
R
C Rt
U
Hỡnh 2.14. Mạch nguyờn lý đo tốc độ bằng mỏy phỏt tốc một chiều
Khi từthụng mỏy phỏt khụng đổi, điện ỏp đầu ra phỏt tốc u cl
U KR IU
Nếu chọn điện trở đủ lớn và gần đ ng, ta cú:
U K
Khi cú bộ lọc đầu ra thỡ hàm truyền của mỏy phỏt tốc: ( ) ( ) ( ) 1 f U p K F p p T p trong đú:
41 K : hệ số tỷ lệ I : dũng tải của mỏy phỏt u R : điện trở phần ứng mỏy phỏt T : hằng số thời gian bộ lọc 0 U 1 2
Hỡnh 2.15. Đặc tớnh đo mỏy phỏt tốc một chiều
Đường 1: đường yờu cầu; đường 2: đường đặc tớnh mỏy phỏt
Độ chớnh xỏc của mỏy phỏt tốc cao nhất đạt 1%. Loại mỏy siờu phỏt tốc đạt 0,5%
⟹ chỉ dựng với độ chớnh xỏc thấp. Sai số do:
- Từ húa mạch từ của mỏy phỏt tốc ⟹ chọn của mỏy phỏt tốc 1,5 lần tốc độ của mỏy.
- Ở vựng thấp do hệ số khuếch đại phi tuyến, thƣờng chọn phỏt tốc cú nhiều phiến gúp ⟹đề phũng mất xung (do tiếp xỳc kộm).
Mỏy phỏt tốc chạy một thời gian thỡ ổ bi, ổ trƣợt bị mũn, khe hở khụng khớ bị v nh, khụng trơn ⟹g y ra dao động õm tần.
Mỏy phỏt tốc khụng chạy trong mụi trƣờng chỏy nổ, ẩm, núng, … g y nhiễu, khụng dựng trong nhà mỏy dệt, hầm mỏ.
b) Mỏy phỏt tốc xoay chiều
R
C U0
42 Phần rotor là nam ch m vĩnh cửu, stator là cuộn d y. Điện ỏp ra của mỏy phỏt tốc là xoay chiều.
0 ospp
U K c t
i n độ và tần số của nú tỷ lệ với tốc độ quay.
Nhƣợc điểm: khụng xỏc định đƣợc chiều quay ⟹ cần đỏnh dấu pha hoặc mạch đểxỏc định chiều quay.
c) Đo tốc độ bằng xung và số
Mỏy phỏt tốc xung phỏt ra z xung trong một vũng quay, tần số xung ra:
2
z f
Đo tốc độ xung thƣờng dựng hai loại: dựng điện từ và loại bằng bỏn dẫn quang. Đểđỏnh giỏ chiều quay, ta phải dựng 2 đầu đo đặt lệch nhau 90o. Nhƣ vậy tr n đầu ra của nú ta nhận đƣợc hai tớn hiệu A, B lệch nhau 90ođiện.
Hỡnh 2.17. Đo tốc độ bằng đầu đo điện từ
43 Độ chớnh xỏc của encoder phụ thuộc vào số xung trong một vũng. Số xung trong một vũng càng ớt thỡ kộm chớnh xỏc, số xung càng nhiều thỡ chớnh xỏc càng cao.
Cú hai loại encoder.
+ Encoder thập phõn ⟹ cho ra số xung 50; 60.
+ Encoder nhị phõn: loại 1024 xung/vũng; 2048 xung/vũng ⟹đƣa vào hệ thống cú thể xỏc định đƣợc cả vị trớ. Trong truyền động xoay chiều, encoder thƣờng dũng mó nhị phõn.
Bộ nhõn xung: đển ng cao độ chớnh xỏc ngƣời ta cần tăng sốlƣợng xung trong một vũng quay, tuy vậy việc tăng số vạch chia để tăng số xung trong một vũng quay sẽ bị giới hạn bởi độtỏc động nhanh của phần tửquang điện.
Lấy tớn hiệu tƣơng tự tr n đầu ra phỏt tốc xung với mục đớch tạo ra tớn hiệu tr n đầu ra của phỏt tốc xung ta dựng mạch biến đổi f/U.
Chuyển tớn hiệu phỏt tốc xung ra tớn hiệu số.
Encoder thƣờng cú cỏc dõy sau: A A B B Z Z V V V, , , , , , , ,
Trong đú Z Z, là độ chớnh xỏc; V là nhiễu.