Измерение частоты вращения необходимо для: - определения мощности;
- для контроля режимов работы агрегата;
- для определения положения раб. точек на х-ках;
- для ввода этого сигнала в САУ.
Во многих случаях применяются готовые устройства называемые тахометрами.
1. Механические тахометры: см.рис.1.
Недостатки: - механическое присоединение к валу;
- невысокая точность;
- небезопасность (т.к.высокие обороты).
2. Магнито-индукционные тахометры: широко применяется, состоит из 2-х приборов: датчик тахометра и измеритель тахометра – см. рис.2.
ДТЭ (эл. трехфазный генератор переменного тока) вырабатывает ток, а ИТЭ (трехфазный эл. двигатель) поглощает этот ток. Соединение двигателя и стрелки происходит след. образом – рис.3: магниты, закрепленные на валу двигателя ИТЭ при вращении наводят в близко расположенном диске токи Фуко, которые взаимодействуют с магнитным полем магнитов и создают крутящий момент, которому противодействует спиральная пружина. Связь электроиндукционная, угол поворота стрелки пропорционален оборотам и токам Фуко.
Достоинства:
- достаточно высокая точность (0,5-1%) (но недостаточная по требованиям ГОСТа (n=0,25));
- высокая надежность.
Недостатки:
- механическое присоединение к исследуемой машине;
- ДТЭ содержит подшипники, катушку, провода т.е. не термостойкие узлы;
- проблема размещения (надо располагать в сухом прохладном месте);
- наличие вращающихся частей требует аккуратного обращения (не допускаются больш. перепады т-р);
- шумность (из-за вращающихся деталей).
3. Электро- индукционный тахометр: к валу прикреплен зубчатый диск, а рядом с диском установлен постоянный магнит с намотанной катушкой – см. рис.4.
При вращении к постоянному магниту подходит либо зуб, либо впадина (меняется магнитная проводимость, зуб - повышается, впадина - понижается) из-за колебаний магнитного поля в катушке наводится индуктивная ЭДС, сигнал снимается с концов провода. В катушке наводится переменный ток.
Частота тока: , где Z – число зубьев.
Для измерения частоты вращения можно применить частотомер: . Если взять число зубьев z=60, то частотомер покажет сразу обороты в минуту.
Оценка точности: даже промышленный частотомер обеспечивает точность измерения частоты не хуже чем в 1Гц, поэтому, если принять n = 6000 об/мин, f = 100 Гц или f = 100*60 = 6000 об/мин, то:
; , а по ГОСТу δn = 0,25%, т.е. видно что точность высокая и удовлетворяет требованиям ГОСТа).
Достоинства: - чрезвычайная простота прибора;
- отсутствие в приборе вращающихся элементов;
- в кач-ве зубцов можно использовать фланцевые болты;
- малые размеры;
- высокая точность.
Недостатки: - низкая теплостойкость;
- негерметичность (по маслу);
- установка специального зубчатого диска на роторе;
- чувствительность к внешним эл-магнитным помехам.