Датчики скорости (тахогенераторы)

 

Служат для измерения частоты вращения. Могут работать на постоянном и переменном токе.

Тахогенератор постоянного тока – это малогабаритная электрическая машина постоянного тока, у которой напряжение на зажимах якоря пропорционально частоте вращения вала якоря.

 

Е =U_я = К_е Фω

 

где Е – эдс, индуцируемая в обмотке якоря;

Ф – поток возбуждения;

К_е – конструктивный коэффициент.

 

Учитывая, что поток возбуждения постоянная величина, можно записать:

 

U_я = Кт_г ω

 

где Кт_г = К_е * Ф

 

Тахогенераторы переменного тока делятся на синхронные и асинхронные.

 

Асинхронный тахогенератор

 

Имеет две обмотки – обмотку возбуждения (ОВ) и выходную обмотку. При вращении ротора в выходной обмотке наводится эдс, пропорциональная частоте вращения, т.е.

Е = Кт_г * U_в*ω

где Кт_г – конструктивный коэффициент;

U_в – напряжение обмотки возбуждения;

ω– частота вращения ротора

 

Тема 1. 5. Переключающие устройства и распределители

К переключающим устройствам автоматики относятся:

- реле;

- контактные и бесконтактные устройства управления.

 

Реле – это коммутационное устройство, которое при воздействии каких – либо внешних факторов скачкообразно изменяет свое состояние.

 

По назначению реле бывают:

- управления (управляют электродвигателями, электромагнитными тормозами и т.п.);

- защиты (для включения и отключения аппаратов защиты, в схемах релейной защиты и т.п.)

- автоматики;

 

По характеру входной величины реле делятся на:

- электрические;

- оптические;

- тепловые;

- механические;

- акустические и т.п

 

Электрические реле служат для включения и отключения электрических цепей, размножения контактов, блокировки, памяти и т.д.

Электрические реле различают

по принципу действия

- электромагнитные;

- магнитоэлектрические;

- электронные;

- статические;

- электротепловые.

 

по способу коммутации:

- контактные;

- бесконтактные

 

Рассмотрим некоторые из реле.

 

1) электрические реле, их устройство, принцип действия и назначение рассматриваются в дисциплине «Электрические аппараты»

2) реле на магнитоуправляемых контактах –герконовые реле

3) реле на шаговых искателях;

4) электронные и электродвигательные реле времени;

Герконовые реле (рис. 21 с.3)

Геркон представляет собой стеклянный баллон (1),с вакуумом или азотом (аргоном) внутри, в который впаяны контактные пластины (3) из магнитомягкого материала.

Герконовое реле состоит из геркона который размещается внутри электромагнита (2) или в поле постоянного магнита. При подаче тока в обмотку электромагнита возникает магнитный поток, который намагничивает контактные пружины (3). Между ними возникает электромагнитная сила и контакты замыкаются.

Достоинства:

- повышенная надежность;

- большее быстродействие;

- малая зона нечувствительности.

Недостатки:

- небольшая мощность;

- влияние внешних полей, вызывающее ложное срабатывание.

Применение:

- термоэлектрические реле (рис.22 с.3) – биметаллический контакт (1), нагреваясь, изменяет положение постоянного магнита (2), приближая его к геркону;

- реле давления (рис. 24 с.3) – сильфон, а вместе с ним и постоянный магнит, приближается к геркону;

- реле скорости (рис. 23 с. 3) – вращающийся диск из ферромагнитного материала с прорезями располагается между постоянным магнитом (1) и герконом (2). Контакты геркона срабатывают, когда прорезь диска оказывается между герконом и магнитом;

- клавиатура в микропроцессорной технике (устаревшее).

Реле на шаговых искателях

 

Шаговый искатель (рис. 33 с. 4) – электромагнитныйимпульсный переключатель, предназначенный для поочередной коммутации большого числа цепей.

При подаче управляющего сигнала (импульса) на обмотку катушки (8), якорь (6) притягивается к магнитопроводу и собачка (5) толкает зуб храпового колеса (4), жестко соединенного с ротором, на котором установлены щетки (3). Ротор поворачивается и переводит щетки по неподвижным контактам, переключая цепи. После снятия управляющего сигнала (импульса), пружина (7) возвращает якорь в исходное положение.

Реле счета импульсов (рис. 38 с.6) Служит для создания сигнала на выходе схемы через заданное число импульсов, поступающих на вход этой схемы.

С помощью переключателя SA1 вручную задается число импульсов, через которое должен появиться сигнал на выходе. При подаче входного импульса на контакт SQ1, этот SQ1 замыкается и возбуждает катушку шагового искателя ШИ. ШИ переключается на один зуб, а значит на один неподвижный контакт. Если номер этого контакта не совпадает с номером установленного вручную контакта SA1, то в схеме ничего не происходит. Следующий сигнал, поданный на SQ1 переключает ШИ на следующий контакт и т.д. После заданного числа команд (импульсов), номера контактов SA1 и SQ1совпадают и контакт ШИ замкнет цепь катушки реле К1. На выходе схемы (контакты реле К1) появится сигнал.

 

Реле времени

Реле времени – устройство, предназначенное для получения заданной выдержки времени при включении или выключении цепей управления.

Для получения сравнительно небольшой выдержки времени применяют схемы замедления с использованием реактивных элементов (конденсаторов, диодов, транзисторов)

Для создания больших выдержках времени применяют электромагнитные, электронные, электродвигательные и другие реле.

 

Электронные реле времени (рис. 39а, с.6). При замыкании К1.1 (одновременно срабатывают К1.2 и К1.3 (сигнал на входе), на базу транзистора VT1 и катушку реле К2 подается напряжение. Так как в начальный момент времени конденсатор С1 не заряжен, на базу VT1 подается положительный потенциал через R1 – R2. Транзистор закрыт и катушка реле К2 не возбуждается. После заряда конденсатора С1 через цепочку С1 – R2 – К1.2, на базе VT1 появляется отрицательный заряд и транзистор открывается, вызвав срабатывание реле К2. Выходной сигнал снимается с контактов К2.1 и К2.2.

Время выдержки сигнала зависит от емкости конденсатора и величины сопротивления R2 Т_в = С1 *R2

 

Электродвигательное реле времени (рис.39б, с.6). При подаче сигнала на вход (включение электродвигателя М), барабан Б начинает вращаться, кулачки а, б, в, и г воздействуют на контакты к1, к2, к3 и к4, вызывая их срабатывание и подключение соответствующих цепей. Выдержка времени подключения цепи зависит от диаметра барабана и места установки кулачков на барабане.

Т_в = Т_б*α /360⁰

где Т_б – период врещения барабана;

α – угол наклона (установки) кулачков относительно начала отсчета.

 

Меняя угловое положение кулачков, можно установить время и очередность срабатывания контактов.