टैको जनरेटर - प्रकार, उपकरण और संचालन का सिद्धांत

शब्द "टैचोजेनरेटर" दो शब्दों से आया है - ग्रीक "टैकोस" से जिसका अर्थ है "तेज़" और लैटिन "जनरेटर" से। टैचोजेनरेटर एक चर या निरंतर विद्युत मापने वाली माइक्रो मशीन है, जो उपकरण के शाफ्ट पर लगाई जाती है और शाफ्ट की रोटेशन गति के वर्तमान मूल्य को एक विद्युत संकेत में परिवर्तित करती है, जिसके पैरामीटर में रोटेशन आवृत्ति के बारे में जानकारी होती है।

यह पैरामीटर हो सकता है उत्पन्न ईएमएफ या सिग्नल की आवृत्ति मान। टैचोजेनरेटर से आउटपुट सिग्नल को विज़ुअल डिस्प्ले (उदाहरण के लिए एक डिस्प्ले) या एक स्वचालित शाफ्ट स्पीड कंट्रोल डिवाइस पर फीड किया जा सकता है, जिस पर टैचोजेनरेटर संचालित होता है।

आउटपुट पर उत्पन्न सिग्नल के प्रकार के आधार पर टैको जेनरेटर कई प्रकार के होते हैं: एक वैकल्पिक वोल्टेज या वर्तमान सिग्नल (एसिंक्रोनस या सिंक्रोनस टैचोजेनरेटर्स) के साथ, या निरंतर सिग्नल के साथ।

डीसी टैचोजेनरेटर

एक डीसी टैचोगेनेरेटर एक संग्राहक मशीन है जो या तो स्थायी चुम्बकों (अधिक सामान्य) द्वारा या इसके स्टेटर पर स्थित एक रोमांचक कॉइल (कम सामान्य) द्वारा उत्तेजना के साथ होती है। मापने वाला ईएमएफ टैचोजेनरेटर के रोटर वाइंडिंग पर प्रेरित होता है और रोटर के रोटेशन की कोणीय गति के सीधे आनुपातिक होता है, वास्तव में चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के अनुसार, सटीक रूप से विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के कानून के साथ.

आउटपुट सिग्नल - एक वोल्टेज जिसका मूल्य रोटर के घूर्णन की कोणीय गति के सीधे आनुपातिक होता है - कलेक्टर से ब्रश के माध्यम से हटा दिया जाता है। चूंकि नौकरी शामिल है कलेक्टर और ब्रश, एसी टैचोजेनरेटर की तुलना में ऐसी इकाई तेजी से घिस सकती है। समस्या यह है कि अपने काम की प्रक्रिया में, ब्रश-इकट्ठा करने वाली इकाई ऐसे टैकोजेनरेटर के आउटपुट सिग्नल में आवेग शोर उत्पन्न करती है।

एक तरह से या किसी अन्य, डीसी टैचोगेनेरेटर का आउटपुट सिग्नल एक वोल्टेज है, जो वोल्टेज को गति में सटीक रूप से परिवर्तित करना मुश्किल बनाता है, क्योंकि चुंबकीय विक्षेपण प्रवाह मैग्नेट के तापमान पर निर्भर करता है, संपर्क के बिंदु पर विद्युत प्रतिरोध पर कलेक्टर के साथ ब्रश (जो समय के साथ बदलता है), अंत में — समय के साथ स्थायी चुम्बकों के विचुंबकीकरण से।

फिर भी, कुछ मामलों में डीसी टैचोजेनरेटर आउटपुट सिग्नल के प्रतिनिधित्व के रूप में सुविधाजनक होते हैं, साथ ही शाफ्ट के घूर्णन की दिशा में परिवर्तन के अनुसार इस सिग्नल की ध्रुवीयता को उलटने की प्राकृतिक घटना भी होती है।

डीसी tachogenerators एक «परिवर्तन कारक» सेंट की विशेषता है, जो दिए गए वोल्टेज के अनुरूप रोटेशन आवृत्ति फ्रॉट को हटाए गए वोल्टेज यूआउट के अनुपात को व्यक्त करता है।यह पैरामीटर टैचोजेनरेटर के लिए तकनीकी दस्तावेज में निर्दिष्ट है और प्रति मिनट क्रांतियों से गुणा करके मिलिवोल्ट्स में मापा जाता है। इस पैरामीटर और टैचोजेनरेटर से आउटपुट वोल्टेज को जानने के बाद, आप सूत्र का उपयोग करके वर्तमान आवृत्ति की गणना कर सकते हैं:

बिल्ट-इन टैकोजेनरेटर के साथ इलेक्ट्रिक मोटर:

अतुल्यकालिक एसी टैचोजेनरेटर

अतुल्यकालिक एसी टैचोजेनरेटर डिजाइन में समान हैं अतुल्यकालिक गिलहरी-पिंजरे मोटर्स के लिए… यहाँ रोटर एक खोखले सिलेंडर (आमतौर पर तांबे या एल्यूमीनियम) के रूप में बनाया जाता है, और स्टेटर में दो वाइंडिंग होते हैं जो एक दूसरे के समकोण पर स्थित होते हैं। स्टेटर वाइंडिंग में से एक एक्साइटमेंट वाइंडिंग है, दूसरा आउटपुट वाइंडिंग है। एक निश्चित आयाम और आवृत्ति का एक प्रत्यावर्ती धारा उत्तेजना कॉइल को आपूर्ति की जाती है, और आउटपुट कॉइल मापने वाले उपकरण से जुड़ा होता है।

जब गिलहरी रोटर घूमता है, तो यह समय-समय पर दो कॉइल के चुंबकीय प्रवाह की प्रारंभिक ऑर्थोगोनलिटी को तोड़ता है, चुंबकीय क्षेत्र की तस्वीर के विरूपण के परिणामस्वरूप, आउटपुट कॉइल में एक ईएमएफ समय-समय पर प्रेरित होता है। यदि रोटर स्थिर है, तो उत्तेजना कॉइल का चुंबकीय प्रवाह विकृत नहीं होता है और आउटपुट कॉइल में कोई ईएमएफ प्रेरित नहीं होता है। यहाँ, उत्पन्न EMF का परिमाण शाफ्ट के घूमने की गति के समानुपाती होता है।

चूँकि फ़ील्ड वाइंडिंग को आपूर्ति की जाने वाली धारा की अपनी आवृत्ति होती है, जो शाफ्ट के घूमने की गति से भिन्न होती है, ऐसे टैचोजेनरेटर को अतुल्यकालिक कहा जाता है। अन्य बातों के अलावा, यह डिज़ाइन आउटपुट सिग्नल के चरण द्वारा रोटर के रोटेशन की दिशा का न्याय करना संभव बनाता है - रोटेशन की दिशा बदलते समय, चरण उलट जाता है।

सिंक्रोनस एसी टैचोजेनरेटर

सिंक्रोनस टैचोजेनरेटर ब्रशलेस एसी मशीनें हैं।रोटर का चुंबकत्व एक स्थायी चुंबक द्वारा बनाया जाता है जबकि स्टेटर पर एक या एक से अधिक घुमाव मौजूद होते हैं। इस मामले में, आउटपुट सिग्नल का आयाम और इसकी आवृत्ति शाफ्ट के घूर्णन की गति के समानुपाती होगी। इसलिए वेग डेटा को आयाम मान (आयाम पहचान) और सीधे आवृत्ति (आवृत्ति पहचान) दोनों द्वारा मापा जा सकता है। हालाँकि, रोटेशन की दिशा को सिंक्रोनस टैकोजेनरेटर के आउटपुट सिग्नल से निर्धारित नहीं किया जा सकता है।

एक तुल्यकालिक एसी टैचोजेनरेटर का रोटर एक मल्टीपोल चुंबक के रूप में बनाया जा सकता है और शाफ्ट की एक क्रांति के लिए आउटपुट सिग्नल में एक पंक्ति में कई दालें दे सकता है। इस तरह के टैचोजेनरेटर्स, अतुल्यकालिक लोगों के साथ, लंबे समय तक सेवा जीवन रखते हैं, क्योंकि उनके पास यांत्रिक पहनने के लिए ब्रश संग्रह उपकरण नहीं है।

आवृत्ति का पता लगाना

चूंकि एक तुल्यकालिक टैचोजेनरेटर की आउटपुट आवृत्ति तापमान और अन्य कारकों पर निर्भर नहीं करती है, इसके साथ आवृत्ति माप अधिक सटीक होते हैं। गणना बहुत सरल है, यह रोटर के ध्रुव जोड़े p की संख्या जानने के लिए पर्याप्त है:

लेकिन एक अति सूक्ष्म अंतर भी है। गणना की सटीकता पर्याप्त उच्च होने के लिए, समय आवंटित करना आवश्यक है जिसके दौरान सैद्धांतिक रूप से गति पहले से ही बदल सकती है, जिसका अर्थ है कि जब दालों की गिनती की जा रही है, माप त्रुटि बढ़ जाती है, जो हानिकारक है।

माप त्रुटि को कम करने के लिए, रोटर को बहु-ध्रुव बनाया जाता है ताकि गणना तेजी से की जा सके, फिर नियंत्रण प्रणाली की प्रतिक्रिया तेजी से हो सके। एक ध्रुव के लिए, आवृत्ति की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

जहां N पल्स पढ़ने की संख्या है, T पल्स काउंट अवधि है

एक तुल्यकालिक टैकोजेनरेटर के लिए, सिग्नल का आयाम गति के आधार पर बदलता है, इसलिए, आउटपुट फ़्रीक्वेंसी डिटेक्टर को डिज़ाइन करते समय, टैचोजेनरेटर के आउटपुट वोल्टेज के एम्पलीट्यूड की संपूर्ण संभावित सीमा को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है।

आयाम का पता लगाना

आवृत्ति निर्धारित करने की आयाम विधि के साथ, आवृत्ति डिटेक्टर का सर्किट सरल होगा, लेकिन यहां ऐसे कारकों के प्रभाव को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है: तापमान, गैर-चुंबकीय अंतराल में परिवर्तन, आदि। उच्च आवृत्ति, आउटपुट सिग्नल का आयाम जितना बड़ा होता है, इसलिए डिटेक्टर सर्किट आमतौर पर एक रेक्टीफायर होता है और लो पास फिल्टर, जहां एमवी * आरपीएम में मापा गया रूपांतरण कारक आपको निम्न सूत्र का उपयोग करके आवृत्ति निर्धारित करने की अनुमति देता है:

इस लेख में चर्चा किए गए पारंपरिक प्रकार के टैकोजेनरेटर के अलावा, आधुनिक तकनीकों में पल्स सेंसर का भी उपयोग किया जाता है। ऑप्टोकॉप्लर्स पर आधारित है, हॉल सेंसर आदि। टैचोजेनरेटर्स का लाभ यह है कि जब एक डिटेक्टर के साथ जोड़ा जाता है, तो उन्हें किसी अतिरिक्त बिजली स्रोत की आवश्यकता नहीं होती है। पारंपरिक मशीन-प्रकार के टैचोजेनरेटर्स के नुकसान में कम गति पर खराब संवेदनशीलता और शुरू की गई ब्रेकिंग टॉर्क शामिल हैं।