Avtoargon.ru

АвтоАргон
7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Датчики частоты вращения

Датчики частоты вращения

Применяются для преобразования частоты вращения рабочих механизмов в напряжение. Представляют собой тахометрические генераторы — небольшие электрические машины постоянного и переменного токов. Для преобразования частоты вращения электродвигателей в напряжение применяются тахометрические мосты.

Тахогенераторы постоянного тока.

В зависимости от способа возбуждения выполняются двух видов:

— магнитоэлектрические – возбуждение от постоянных магнитов;

— электромагнитные – возбуждение от специальной обмотки на статоре.

w — частота вращения.

Создавая постоянное магнитное поле, под действием которого в обмотке GT наводится ЭДС, которая функцией от частоты вращения. Напряжение на выходе датчика Uвых » E – IRя = Iw. – IRя » kw.,

где Rя – сопротивление якорной цепи; I — сила тока нагрузки;

k – угловой коэффициент; «я» — якорная цепь.

При холостом ходе, когда I = 0 Uвых = E =сw., где с = const, т.е. Uвых = f(w).

Статическая характеристика в данном случае линейна (кривая 1 — теоретическая). При нагрузке характеристика становится нелинейной (кривая 2), что является следствием влияния якоря. В реальных GT возникает падение напряжения на щетках коллектора, что приводит к появлению зоны нечувствительности ЗН (кривая 3). Для уменьшения искажения статических характеристик, GT используют при небольших нагрузках (Iн = 0,01 ¸0,02 А).

В динамическом отношении GT при работе на активную нагрузку (Rн) рассматривают как безинерционное звено, а при работе на активно-индуктивную нагрузку (Rн, Lн) – как апериодическое звено первого порядка, где постоянная времени

Достоинствами данных датчиков являются хорошая линейность характеристик, малая инерционность (высокая точность), малые габариты и масса, а у магнитоэлектрических еще и отсутствие питания.

Недостатком является наличие коллектора и щеток.

Тахогенераторы переменного тока.

Разделяются на синхронные и асинхронные.

1) Синхронные GT – однофазные синхронные машины с ротором в виде постоянного магнита.

У синхронных GT с изменением частоты вращения w вместе с амплитудой изменяется и частота выходного напряжения, наводимого в обмотке статора. В динамическом отношении является безинерционным звеном.

2) Асинхронные GT – это двухфазные машины с полым немагнитным ротором.

ОВ – обмотка возбуждения; ГО – обмотка генератора.

Обмотки сдвинуты относительно одна другой на 90 0 . При вращении ротора в ГО наводятся ЭДС трансформации и вращения. Под действием ЭДС вращения на выходе GT возникает переменное напряжение выхода. При изменении напряжения ротора фаза выходного напряжения изменяется на 180 0 .

Асинхронные GT используются как датчики угловой скорости, частоты вращения и ускорений (в последнем случае обмотка возбуждения подключается к источнику постоянного тока).

Достоинствами рассмотренных датчиков являются надежность, малая инерционность, отсутствие коллектора и щеток.

Недостатки: нелинейность статических характеристик, наличие на выходе остаточной ЭДС при неподвижном роторе, малая выходная мощность, сравнительно большие габариты.

Тахометрические мосты.

ТМ постоянного и переменного тока применяют в системах автоматики для создания обратной связи по частоте вращения электрических двигателей. Их применение позволяет упростить систему, т.к. отпадает необходимость в дополнительной машине – GT. При этом уменьшается статическая и динамическая нагрузка на исполнительный двигатель.

1) ТМ постоянного тока представляют собой специальную мостовую схему, в одно из плеч которой включен якорь двигателя Rя, а в остальные резисторы R1, R2, Rп.

К диагонали ав подводится напряжение сети, питающей якорь двигателя, а с диагонали сд снимается выходное напряжение, пропорциональное угловой частоте.

Статической характеристикой ТМ является функция Uвых = f(w) и справедлива при больших сопротивлениях на нагрузке.

2) ТМ переменного тока.

Для контроля частоты вращения асинхронных двигателей применяют бесконтактные параметрические устройства, трансформаторы тока и напряжения.

ТМ переменного тока повышают надежность работы САУ.

Проверка на живучесть датчиков: датчик температуры воздуха на впуске и датчик клапана системы управления частотой вращения холостого хода .

Всем привет!
От безделья решил проверить датчики отвечающие за бесперебойную работу двигателя D15B.
Начал с датчика температуры воздуха на впуске.
В автомобиле используется ряд систем, отвечающих за контроль работы двигателя. Одной из важных составляющих является датчик температуры всасываемого воздуха, неисправность которого может повлиять на работу двигателя.

Что это такое

Датчик температуры всасываемого двигателем воздуха – это устройство, которое контролирует температуру воздуха, поступающего в мотор. Управляющая система машины использует полученную информацию, чтобы оценить плотность воздуха и сбалансировать топливно-воздушную смесь. Это нужно, потому что холодный воздух более плотный, чем горячий, следовательно, для поддержания воздушно-топливной массы при низких температурах требуется намного больше топлива. Главная задача этого датчика – изменять соотношение топлива и воздуха, изменяя временной интервал импульсов форсунок.

Принцип работы

В основном датчик температуры находится во впускном коллекторе, чтобы наконечник устройства мог оценивать температуру воздуха, поступающего из двигателя автомобиля. На двигателях, использующих массовые воздуха датчики для контроля объема воздуха (Volvo, Renault, ГАЗ, ВАЗ, Subaru, Volkswagen Transporter), поступающего в двигатель, сигнализатор также оснащен встроенным идентификатором давления всасываемой атмосферной массы. Некоторые двигатели могут также иметь более одного датчика температуры воздуха (два, если он имеет впускной сплит у коллектора или отдельные всасывающие коллекторы на V6 или V8 двигателях). Такое встречается у Фольксваген Гольф, Ситроен, Хендай Терракан, Опель Зафира и Вектра, а также в автомобиле Мазда.
На датчик воздействует напряжение (как правило, 5 вольт), блок управления измерителем получает обратный сигнал. Сигнал возврата напряжения будет изменяться пропорционально с изменением температуры воздуха. Большинство датчиков с отрицательным температурным коэффициентом – это термисторы с высоким электрическим сопротивлением. Данный показатель растет, когда термистор охлаждают, и падает при его нагреве. Но при этом некоторые типы датчиков температуры всасываемого воздуха работают по обратной схеме.

Читать еще:  Что такое гидрокомпенсаторы на дизельном двигателе

На автомобилях до 1995 года выпуска датчик температуры всасываемого двигателем воздуха может служить холодным пуском для инжектора (на некоторых моделях Opel – Опель, Пежо, Рено, Субару, Тойота) в прохладное время года. На еще более устаревших моделях авто, сигнал этого датчика может использоваться для остановки открытия клапана до прогрева движка.

Проверка и ремонт

Датчик температуры может быть поврежден из-за давления во впускном коллекторе. Минеральные твердые частицы и нефтяное загрязнение его могут стать причиной потери чувствительности индикатора. Большую роль играет также и срок эксплуатации. Многие проблем датчиков вызваны плохим напряжением или электрическими контактами внутри прибора. Расположение устройства также делает вероятным ржавление проводки или клемм между извещателем и блоком управления.

Симптомы неисправности датчика температуры всасываемого воздуха:

Перебои двигателя при холостом ходу;
Слишком резкие или, напротив, медленные обороты двигателя на холостом ходу;
Двигатель невозможно завести.
Последствия нарушения исправности механизма определения температуры всасываемого воздуха могут быть самые разные. Например, слишком большой расход топлива или жесткий холостой ход (из-за того, что форсунки не могут запуститься холодным стартом). Помимо этого, неисправность этой системы повышает риск детонации транспортного средства.

Проверка датчика температуры всасываемого воздуха на сопротивление производится следующим образом: нужно при помощи диагностического прибора определить разницу температуры охлаждающей жидкости и показатели извещателя. Сопротивление проверяется омметром.
Для этого нужно снять датчик и подключить два провода на омметр двумя контактами или на разъем проводки вилки датчика. Измерьте сопротивление датчика в «холодном» режиме. После этого нужно измерить сопротивление на полном ходу. Исходя из разности показаний, можно судить о поломке устройства. При этом если Ваш автомобиль как топливо использует дизель или пропан, такая проверка может быть опасной.
Описываемый сигнализатор является полупроводниковым устройством, поэтому настройка невозможна. Но в большинстве случаев достаточно просто очистить контакты от грязи и нагара. Загрязняющие вещества должны быть удалены из кончика измерителя и впускного коллектора, обязательно очистите наконечник.

Купить датчик температуры всасываемого воздуха можно в любом сервисном центре, стоит в большинстве случаев этот прибор в районе 30 долларов (цена зависит от марки, например, контроллер для BMW е39 обойдется около 40). Не используйте запчасти от других авто, это негативно влияет на двигатели.

Я проверял согласно регламенту из манула. При разных температурах. Датчик у меня работает в идеале.
Подкрепляю свои действия фотоотчётом.

Датчики измерения частоты вращения ротора двигателя

6. ДАТЧИКИ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ДВИГАТЕЛЯ

5.1 Назначение и классификация

По скорости вращения вала можно определить динамическую и тепловую напряженность двигателя. Тяга двигателя является функцией скорости вращения, поэтому по скорости можно косвенно судить о тяге.

ИУ, предназначенные для измерения угловой скорости вращения вала авиадвигателей, называются тахометрами. Они представляю собой электромеханические датчики, преобразующие механическое вращательное движение непосредственно в электрический сигнал. Таким образом, в отличие от параметрических датчиков (потенциометрических, индуктивных, емкостных) тахометры являются датчиками генераторного типа.

Тахометры с электрическим выходным сигналом (тахогенераторы) применяются на воздушных суднах для измерения скорости вращения вала турбины турбореактивного двигателя (до 20000 об/мин), угловой скорости вращения коленчатого вала поршневых авиадвигателей (до 4000 об/мин). Кроме того, тахогенераторы используются в качестве датчиков обратной связи в автопилотах и различных следящих системах, где они измеряют угловую скорость вращения исполнительных органов. Иногда вместо угловой скорости измеряется линейная скорость, например линейная скорость движения штока гидравлического сервопривода.

Для устройства тахометров можно использовать любое физическое явление, в котором скорость вращения связана определенной зависимостью с какой-либо легко определяемой величиной.

Классифицируя тахометры по принципу действия чувствительного элемента, можно отметить следующие типы, получившие распространение:

1) центробежные, в которых чувствительный элемент реагирует на центробежную силу, развиваемую неуравновешенными массами при вращении вала;

2) магнитоиндукционные, основанные на зависимости наводимых в металлическом теле вихревых токов от скорости вращения;

3) электрические постоянного и переменного тока, основанные на зависимости э. д. с, генерируемой в проводнике, вращающемся в магнитном поле, от скорости вращения.

По роду тока тахометры подразделяются на тахометры постоянного и переменного тока.

По способу возбуждения тахометры постоянного тока делятся на:

— магнитоэлектрические, возбуждение которых осуществляется при помощи постоянных магнитов;

— электродинамические, имеющие обмотку возбуждения с независимым источником питания.

5.2 Методы измерения угловой скорости вращения вала двигателя

Существуют следующие основные методы измерения угловой скорости вращения вала двигателя:

1) центробежный метод, основанный на зависимости центробежных сил от угловой скорости вращения инерционной массы;

2) часовой метод, основанный на зависимости угла поворота вала за фиксированный промежуток времени от угловой скорости его вращения;

3) фрикционный метод, основанный на самовыравнивании (за счет трения скольжения) окружной скорости вращения фрикционного ролика с окружной скоростью конуса, вращающегося с постоянной угловой скоростью;

4) магнитоиндукционный метод, основанный на увлечении проводящего тела (цилиндра, диска и др.) полем вращающегося постоянного магнита благодаря взаимодействию наводимых в проводящем теле индукционных токов с магнитным полем постоянного магнита;

Читать еще:  Где датчик температуры двигателя в кашкай

5) индукционный метод, основанный на зависимости Э. Д.С., наводимой полем постоянного магнита в обмотке, от угловой скорости вращения магнита или обмотки. В зависимости от схемы они могут выдавать сигналы на постоянном или переменном токе;;

6) импульсный метод, основанный на определении частоты электрических импульсов, формируемых с помощью контактного или бесконтактного (фотоэлектрического, индуктивного, емкостного и др.) прерывателя или коммутатора, связанного с валом, скорость вращения которого контролируется;

7) стробоскопический метод, основанный на явлении кажущейся неподвижности вращающегося тела при его периодическом наблюдении в течение коротких промежутков времени с частотой, равной или кратной частоте вращения;

8) метод дифференцирования, основанный на дифференцировании сигнала позиционного датчика (потенциометрического, индуктивного и др.).

Одним из основных требований предъявляемых к авиационным тахометрам является требование к их дистанционности (см. далее). Для построения дистанционных тахометров на ВС используется в основном магнитоиндукционный метод благодаря его простоте и линейной зависимости показания прибора от угловой скорости.

В качестве датчиков систем автоматического управления и следящих систем используются тахогенераторы постоянного и переменного тока, основанные на индуктивном методе.

В устройствах с ограниченной величиной перемещения вала применяют иногда схемы электрического дифференцирования.

Определенную перспективу имеют импульсные методы, особенно в связи с развитием цифровых вычислительных машин.

Центробежный, часовой, фрикционный и стробоскопический методы измерения угловой скорости вращения вала не получили развития на ВС по тем или иным причинам (громоздкость, неудобства монтажа, трудность автоматизации измерений, нелинейность характеристик, увеличенные погрешности и т. д.).

5.3 Требования, предъявляемые к тахометрам

Погрешности измерения скорости вращения не должны превышать в поршневых двигателях ±1%, а в газотурбинных двигателях ±0,5%.

Авиационные тахометры должны быть дистанционными. Этому требованию удовлетворяют электрические тахометры постоянного и переменного тока. Магнитоиндукционные тахометры становятся дистанционными только при применении электрического вала. Центробежные тахометры недистанционны, но они развивают большое перестановочное усилие, поэтому применяются в качестве датчиком регуляторах скорости вращения (ППО).

В авиации находят широкое применение магнитоиндукционные тахометры типа ТЭ (ТЭ-5-2, ТЭ-15, 2ТЭ-15-1, ТЭ-10-48 и др.) со шкалой, проградуированной в об/мин и типа ИТЭ (ИТЭ-1, ИТЭ-2, ИТЭ-21 и др.) со шкалой, проградуированной в процентах. Поскольку между этими типами приборов нет принципиальной разницы, то рассмотрим тахометр с процентной шкалой ИТЭ-1. Датчиком измерения оборотов последних является датчик типа ДТЭ-1(2).

Известны различные методы измерения частоты вращения вала, но основное применение в авиационных тахометрах нашел магнитоиндукционный метод.

5.4 Магнитоиндукционные тахометры

Применяются два варианта магнитоиндукционных тахометров – с цилиндрическим чувствительным элементом и с дисковым.

Принцип действия магнитоиндукционных тахометров основан на явлении наведения вихревых токов в металлическом теле, вращающемся в магнитном поле. Взаимодействие вихревых токов с вызвавшим их магнитным полем используется для приведения в действие указательной системы прибора.

1 2 3 4

Магнитоиндукционные тахометры отличаются равномерностью шкалы, большим диапазоном измеряемых скоростей, малым весом и габаритами. К недостаткам этих тахометров следует отнести недистанционность и зависимость их показаний от температуры окружающей среды.

Особенности устройства магнитоиндукционных тахометров. В авиации находят широкое применение магнитоиндукционные тахометры типа ТЭ (ТЭ-5-2, ТЭ-15, 2ТЭ-15-1, ТЭ-10-48 и др.) со шкалой, проградуированной в об/мин и типа ИТЭ (ИТЭ-1, ЙТЭ-2, ИТЭ-21 и др.) со шкалой, проградуированной в процентах. Поскольку между этими типами приборов нет принципиальной разницы, то рассмотрим тахометр с процентной шкалой ИТЭ-1.

Магнитоиндукционный тахометр ИТЭ-1 состоит из собственно тахометра (измерительного узла ДТЭ-1) и синхронной передачи переменного тока переменной частоты (рис. 5.4.2). Синхронная передача включает синхронный генератор и синхронный двигатель с асинхронным запуском. Измерительный узел состоит из магнитного узла 6, чувствительного элемента 7, противодействующей пружины 11 и стрелки. Для успокоения подвижной системы применен демпфер.

Обмотка статора – четырехполюсная, выполнена из медного провода марки ПЭВ-2 диаметром 0,27 мм. Каждая фаза статора состоит из четырех катушек.

Рис. 5.4.3. Датчик тахометра:

1 – постоянный магнит-ротор; 2 – статор; 3 – обмотка; 4 – крышка; 5, 12 – шарикоподшипники; 6 – хвостовик; 7 – накидная гайка; 8 – втулка; 9 – штепсельный разъем; 10 – пружинное кольцо; 11 – обойма; 13 – винт; 14 – втулка

Ротор вращается в шарикоподшипниках 5 и 12.

Датчик крепится к приводу авиадвигателя при помощи накидной гайки 7.

Указатель тахометра включает два узла, смонтированных в одном корпусе: синхронный двигатель (приемник синхронной передачи) и измерительный узел.

Синхронный двигатель состоит из статора с трехфазной обмоткой, ротора, выполненного в виде двух крестовидных магнитов, и гистерезисных дисков, посаженных на втулку ротора.

Постоянные магниты соединены с валом при помощи пружины и могут поворачиваться относительно вала на некоторый угол. Это обеспечивает вхождение двигателя в синхронизм еще до того, как двигатель разовьет полную мощность.

Вал двигателя опирается на шарикоподшипники, вмонтированные в крышки (экраны).

Измерительный узел прибора состоит из магнитного узла с двумя дисковыми платами и впрессованными в них постоянными цилиндрическими магнитами и чувствительного элемента (диска), находящегося между торцами магнитов. Магнитный узел укреплен на конце вала двигателя и вращается с синхронной скоростью, а чувствительный элемент связан со своей осью. Противодействующая пружина обеспечивает поворот диска на угол, пропорциональный измеряемой скорости вращения. На оси чувствительного элемента укреплена стрелка.

Читать еще:  402 двигатель где находится датчик холостого хода

Чувствительный элемент выполнен из алюминиевомарганцовистого сплава с малым температурным коэффициентом, в результате чего температурные погрешности прибора могут быть скомпенсированы подбором термомагнитного шунта, надетого на магниты. Шунт выполнен из сплава, магнитная проницаемость которого с возрастанием температуры уменьшается.

Работа термомагнитного шунта состоит в следующем. С повышением окружающей температуры увеличивается электрическое сопротивление чувствительного элемента и уменьшается сила вихревых токов. Одновременно с этим уменьшается магнитная проницаемость шунта; он меньшую часть магнитного потока пропускает через себя, вследствие чего возрастает магнитная индукция в зазоре. При этом момент взаимодействия постоянных магнитов и вихревых токов практически остается неизменным.

Для устранения вибраций стрелки в приборе предусмотрено демпфирующее устройство, которое представляет собой магнитный узел, аналогичный измерительному узлу. Между торцами шести пар неподвижных магнитов находится алюминиевый диск демпфера, связанный с осью измерительного узла.

При колебаниях стрелки в диске демпфера наводятся вихревые токи, вследствие чего энергия колебаний превращается в тепло.

Шкала прибора имеет деления от до 105%, цена деления 1%.

Погрешности прибора в рабочей части шкалы при нормальных условиях не превышают ±0,5%.

В тахометре ИТЭ-1 к одному датчику можно подключать два указателя. Тахометр ИТЭ-2 имеет в корпусе указателя два измерителя, соединяемые с двумя датчиками. Он предназначен измерения скорости вращения двух авиадвигателей.

Магнитоиндукционным тахометрам присущи, прежде всего, инструментальные погрешности, вызванные влиянием температуры окружающей среды (температурные погрешности) на параметры чувствительного элемента и противодействующей пружины. Погрешности тахометров обусловлены изменением электрического сопротивления диска (чувствительного элемента), магнитной проводимости магнитопроводов и упругих свойств противодействующей пружины.

Кроме температурных погрешностей на точность измерений авиационных тахометров оказывают влияния вредные силы в виде сил трения, сил небаланса подвижной системы ит. п.

На практике применяются два метода компенсации температурной погрешности магнитоиндукционных тахометров. Если материал чувствительного элемента выбран таким, что α1 > γ12δ1 (температурный коэффициент тахометра), то показания прибора с увеличением температуры окружающей среды уменьшаются. Для компенсации влияния температуры применяется термомагнитный шунт, магнитная проницаемость которого с повышением температуры падает и, следовательно, основной поток в зазоре возрастает. Это эквивалентно уменьшению δ1 настолько (или даже удовлетворению условию δ1 γ12δ1 превращается в равенство.

Вторым методом компенсации является выбор материала чувствительного элемента с необходимым значением коэффициента α1. Пусть материалы пружины и магнита подобраны, т. е. пусть даны γ1, β, δ1. Подберем α1 из условия полной температурной компенсации (σ = 0). Получим

α1 = γ12δ1

Измерения во вращательном движении — датчики Холла

Пост опубликован: 26 мая, 2021

Измерение и регулирование скорости вращения — одна из важнейших задач во всех областях техники. В настоящее время невозможно представить машины и устройства без измерения скорости вращения. Измерения проводятся с использованием преобразователей механических величин в электрический сигнал. В электрическом смысле скорость может быть измерена напрямую путем преобразования в электрические импульсы с частотой, пропорциональной скорости вращения, и с помощью измерительных инструментов. Эти два метода измерения скорости вращения указывают на наличие двух основных устройств для ее измерения.

  • тахометрический генератор,
  • генератор импульсов, называемый энкодером.

Тахометрический генератор используется для аналогового измерения скорости вращения. Это маломощная электрическая машина, которая преобразует скорость вращения в пропорциональный электрический сигнал. Пропорциональность преобразования определяется выходной характеристикой генератора, то есть соотношением между входной величиной (угловой скоростью) и выходной величиной (напряжением на обмотке). Основным параметром тахометрического генератора является постоянная генератора, определяющая значение напряжения на 1000 оборотов.

Датчики Холла в стиральной машине

Распространенная неисправность — барабан стиральных машин не крутится и не отжимает. Проблема может быть связана с модулем контроля скорости или с таходатчиком на моторе стиральной машины.

Датчик Холла или таходатчик https://запчастимск.рф/collection/datchiki-holla-i-tahodatchiki необходим для учета количества оборотов. Кроме того, он измеряет генерируемое напряжение. Это очень важные показатели, которые необходимо правильно учитывать. Контроль над этими параметрами позволяет поддерживать работоспособность устройства, корректно запускать все режимы и программы.

Измерение скорости вращения барабана зависит от типа используемого двигателя. Если используется коллекторный двигатель, наиболее распространенным является синхронный тахометр. Однако все чаще в стиральных машинах используются бесщеточные двигатели, в которых установлены датчики Холла для измерения положения ротора.

Тахогенератор подает переменный ток с частотой, пропорциональной частоте вращения двигателя. Когда контроллер включает двигатель, а сигнал тахометра не появляется, напряжение на двигателе будет постепенно увеличиваться, и будет обнаружена ошибка. Если барабан вращается слишком быстро, повреждение необходимо искать в тахогенераторе (обычно это сломанный или ослабленный магнит на роторе, возможно, поврежденная катушка), если не вращается совсем — в двигателе, модуле и проводке.

Виды тахогенераторов

Тахометрические генераторы можно разделить на:

  • генераторы постоянного тока;
  • генераторы переменного тока.

Тахогенераторы постоянного тока характеризуются большим диапазоном измерения и позволяют различать двухсторонний режим работы.

С другой стороны, тахогенераторы переменного тока оснащены выпрямителем, поэтому выходное напряжение всегда положительное, что делает невозможным определение направления вращения машины.

Цифровое измерение скорости вращения может быть выполнено с помощью генератора импульсов, называемого энкодером.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector