12. Назначение тахометров, виды. Принцип работы показанной схемы.

Приборы, предназначенные для измерения частоты вращения, называются тахометрами. Тахометры применяются для измерения частоты вращения вала двигателя и его агрегатов. По величине частоты вращения можно судить о тяге и о динамической и тепловой напряженностях.

Наибольшее распространение получили следующие методы измерения частоты вращения по принципу действия чувствительного элемента ЧЭ:

- центробежные, в которых ЧЭ реагирует на центробежную силу, развиваемую неуравновешенными массами при вращении вала;

- магнитоиндукционные, основанные на зависимости наводимых в металлическом теле вихревых токов от частоты вращения;

- электрические постоянного, переменного или импульсного тока, основанные на зависимости генерируемого напряжения от частоты вращения;

- фотоэлектрические, основанные на модуляции светового потока вращающимися элементами и др.

Магнитоиндукционный тахометр является дистанционным при­бором. Синхронная дистанционная передача состоит из трехфаз­ного генератора переменного тока (датчика), расположенного на авиадвигателе, трехпроводной линии и синхронного двигателя, размещенного в указателе.

Показывающий прибор включает в себя два узла, смонтиро­ванные в одном корпусе, синхронный двигатель и измеритель­ную систему (тахометр).

Синхронный двигатель состоит из статора с трехфазной обмот­кой 10 и ротора, собранного из двух крестообразных магнитов 5 и трех гистерезисных дисков 9. Постоянные крестообразные маг­ниты насажены на вал свободно и могут поворачиваться относи­тельно вала на некоторый угол, так как соединяются с ним пружиной 7, через которую передают крутящий момент на вал син­хронного двигателя. Это обеспечивает вхождение двигателя в синхронизм до того, как он разовьет полную мощность. Гистерезисные диски 9 изготовляются из магнитотвердого ма­териала. В синхронном режиме работы диски взаимодействуют с вращающимся полем так же, как и постоянные магниты, но с меньшей силой взаимодействия.

Измерительная часть прибора состоит из магнитного узла с двумя дисковыми платами 11 с впрессованными в них шестью парами постоянных магнитов 6. На магниты надет термомагнит­ный шунт 5, предназначенный для компенсации температурной погрешности. Шунт выполнен из сплава, магнитная проницае­мость которого с возрастанием температуры уменьшается.

В воздушном зазоре между торцами противоположных полю­сов магнитов расположен чувствительный элемент - диск 4, изго­товленный из медно-марганцевого сплава с малым температур­ным коэффициентом.

Таким образом, магнитный узел укреплен на конце вала синх­ронного двигателя и вращается с синхронной скоростью, а чувст­вительный элемент - диск связан, через ось 12 со стрелкой 14, перемещающейся по шкале 13.

Для уменьшения колебаний стрелки около установившегося положения в конструкции прибора предусмотрен демпфер, по устройству аналогичный измерительному узлу 11.

Платы 1 магнитного демпфера закреплены неподвижно. Меж­ду торцами шести пар неподвижных магнитов находится алюми­ниевый диск 2 демпфера, связанный с осью измерительного узла.

Взаимодействие наводимых в алюминиевом диске вихревых токов с магнитным потоком магнитов приводит к превращению энергии колебаний в тепловую и к повышению устойчивости стрелки прибора.

Тахометр ИТЭ-1 работает следующим образом. Напряжение статорной обмотки 16 генератора датчика с частотой, пропорцио­нальной частоте вращения ротора авиадвигателя, возбуждает в статорной обмотке 10 синхронного двигателя показывающего прибора вращающееся магнитное поле, которое приводит к намаг­ничиванию гистерезисных дисков двигателя. Гистерезисные дис­ки выполнены из ферромагнитного материала с большой коэрци­тивной силой, поэтому создаваемое ими магнитное поле из-за большого гистерезиса отстает на некоторый угол от намагничи­вающего поля статора.

В результате возникает вращающий момент дисков ротора двигателя, направление которого совпадает с направлением вра­щающегося поля статорных обмоток.

При частоте вращения ротора, близкой к синхронной, когда обороты ротора и поля статора становятся одинаковыми, посто­янные магниты 8 успевают взаимодействовать с полем статора, входят в синхронизм и, постепенно закручивая пружину 7, начи­нают воспринимать полную нагрузку.

В - синхронном режиме работы двигателя основной вращаю­щий момент создается в результате взаимодействия поля постоян­ных магнитов с вращающимся полем статора, а гистерезисные диски создают лишь незначительный дополнительный момент.

При резких увеличениях частоты вращения авиадвигателя, сле­довательно, и скорости вращения магнитного поля статора воз­можен переход двигателя в асинхронный режим работы. В этом случае полюсы постоянных магнитов вращаются с некоторым от­ставанием от полюсов поля статора. Гистерезисные диски помо­гают ротору следовать за магнитным полем статора и вводят по­стоянные магниты ротора в синхронную работу.

Ротор двигателя вращает магнитную систему 11 измеритель­ного узла. В результате взаимодействия полей магнитов 6 и диска 4

чувствительный элемент (диск) с закрепленной на его оси стрелкой 14 поворачивается и закручивает противодействую­щую пружину 5. Таким образом, угол поворота диска пропорцио­нален значению измеряемой частоты вращения. Демпфер, укреп­ленный на оси чувствительного элемента, успокаивает подвижную систему и облегчает снятие показаний стрелки указателя.

Указатели ИТЭ-2 предназначены для измерения частоты вра­щения валов двух двигателей или двух ступеней компрессора одного двигателя. В корпусе указателя ИТЭ-2 размещены два из­мерительных узла, аналогичные рассмотренным, движение кото­рых передается на две соосные стрелки. Магнитоиндукционный демпфер в них отсутствует. Демпфирование колебаний осуществ­ляется за счет моментов трения зубчатых передач.