Индукторные тахогенераторы

Индукторные ТГ трехфазного тока были созданы для крупных электроприводов металлургической и бумажной промышленности; впоследствии они нашли применение также на разных агрегатах быстродействующего регулирования средней мощности. По сравнению с ТГ иных систем они отличаются нечувствительностью к температуре и изменению напряжения на обмотке возбуждения. Главное их достоинство состоит в низком уровне оборотных погрешностей, что играет решающую роль при строгом поддержании скорости без инерционных электроприводов. Сигнал данных ТГ оценивается по среднему значению выпрямленного напряжения.

Индукторные тахогенераторы (рис.15.3) представляют собой видоизмененные индукторные машины повышенной частоты. Впервые они были разработаны в УГПИ «Тяжпромэлектропроект» для приводов непрерыв­ных прокатных станков. Необходимость в создании таких ТГ возникла при анализе работы действующих электроприводов; выявилось, что применявшиеся ТГ постоянного тока имеют недопустимо большие оборотные и полюсные пульсации выходного напряжения.

Внешние характеристики ТГ, как и у обычных индукторных и синхронных генераторов, отличаются малой жесткостью, поэтому система электропривода должна быть построена таким образом, чтобы сопротивление нагрузки ТГ в процессе управления не изменялось. В случае изме­рения сопротивления нагрузки и перехода на другую скоростную характеристику ТГ требуется изменять добавочные резисторы в цепи таховольтметров.

Рис. 15.3. Схема однофазного индукторного ТГ

Трехфазное напряжение ТГ подается на выпрямитель или на разделительный трансформатор с одной или несколькими группами вторичных обмоток; от трансформатора преобразованное напряжение подводится к выпрями­телям. Выпрямленное напряжение строго пропорционально скорости ТГ, частота пульсаций выпрямленного напряжения пропорциональна скорости и числу зубцов ротора. Благодаря высокой частоте пульсации выпрямленного напряжения могут быть сглажены с помощью простого фильтра, имеющего небольшую постоянную времени.

К основным недостаткам тахогенераторов относят ограниченный частотный диапазон измеряемых величин. В последние годы тахогенераторы постепенно вытесняются фотоимпульсными и индукционными датчиками, а также специальными интеллектуальными преобразователями — шифраторами углового перемещения (положения).

В фотоимпульсных датчиках импульсы в оптоэлектронной паре источник излучения — приемник излучения (светодиод — фотопреобразователь) создаются при помощи дисков с прорезями или отверстиями, в некоторых приводах применяют вращающиеся детали машин. В подавляющем большинстве шифраторов положения также используют в качестве чувствительного элемента оптоэлектронную пару.

Импульсы индукционных датчиков создаются под влиянием пульсирующего или знакопеременного магнитного потока. В качестве тела, модулирующего поток, служат специальные зубчатые колеса либо вращающиеся ферромагнитные детали машин.

16. Технические средства измерения и контроля расхода материалов Общие сведения

Одним из важнейших параметров технологических процессов является расход протекающих по трубопроводам веществ.

Необходимость повышения качества выпускаемой продукции и эффективности АСУ ТП придает вопросам точного измерения количества и расхода различных веществ исключительно важное значение. К средствам, измеряющим количество и расход веществ при товароучетных операциях, предъявляются высокие точностные требования.

Многообразие измеряемых сред, характеризующихся различными физико-химическими свойствами, а также различные требования, предъявляемые промышленностью к метрологическим характеристикам и надежности измерителей расхода, привели к созданию средств измерения расхода, основанных на различных принципах и методах измерения.

Количество вещества определяют его массой или объемом и из­меряют соответственно в единицах массы (кг, т) или в единицах объема (м³, л). Средства измерений количества вещества за некоторый промежуток времени (сутки, месяц и т. д.) называют счетчиками. Количество вещества V в единицах объема, прошедшее че­рез счетчик за выбранный промежуток времени Δt = t₂ — t₁, определяется по разности показаний счетчика N₂ и N₁, взятых во время t₂ и t₁:

V = qV ( N2 — N1) ,

(16.1)

где q_V — постоянная счетчика, определяющая количество вещества, приходящегося на единицу показания счетчика.

Расходом вещества называют количество вещества, протекающее через данное сечение канала в единицу времени.

Различают объемный расход, измеряемый в м3/с, м3/ч, л/мин и т. д., и массовый расход, измеряемый в кг/с, кг/ч, т/ч и т. д. Не­ обходимо различать понятия «средний расход» и «истинный (мгновенный) расход». Например, средний объемный расход равен:

Qcp= qV / (t2 — t1),

(16.2)

где V – объем вещества, измеренный счетчиком за время t₂ – t₁.

Истинным, или мгновенным, расходом называют производную от количества (объема V или массы m) по времени.

Так, для объемного и массового истинного расходов соответственно имеем:

Q = dV / dt ;	(16.3)
G = dm/ dt	(16.4)

Средства измерений расхода называют расходомерами. Интегрируя сигнал расходомера по времени, можно определить количество вещества, прошедшее через расходомер за интервал времени t₂ – t₁ , т. е.

(16.5)

или

(16.6)

Приборы, работающие в комплекте с расходомерами и реализующие операцию интегрирования его сигнала, называют интеграторами расходомеров. При измерении расходов газа с целью получения ре­зультата измерения, не зависящего от давлений и температуры потока, его выражают в объемных единицах, приведенных к нормальным условиям. В качестве нормальных условий в технике приняты: температура t_Н = 20°С, давление Р_Н =101 325 Па (760 мм рт. ст.) и относительная влажность ρ = 0.