Магнитоиндукционные тахометры

Действие магнитоиндукционных тахометров основано на измерении сил, возникающих в результате взаимодействия вращающегося магнитного поля с индукционными токами, наведенными этим полем в сплошном металлическом роторе.

Вращающееся магнитное поле создается намагниченным по диаметру постоянным магнитом 1, вращающимся вместе с валом 5, частота вращения которого измеряется. Расположенный во вращающемся магнитном поле чувствительный элемент 2 в виде тонкостенного металлического цилиндра укреплен на отдельной оси, сосной с осью магнитной системы, и удерживается от вращения спиральной пружиной 3.

При вращении магнитной системы с угловой скоростью ω в стенках цилиндра наводится ЭДС, вызывающая ток, замыкающийся в теле цилиндра.

Взаимодействуя с магнитным полем, этот ток создает вращаю­щий момент, пропорциональный скорости вращения магнита и стре­мящийся увлечь цилиндр вслед за вращающейся магнитной систе­мой.

Под действием вращающего момента цилиндр поворачивается и закручивает спиральную пружину 3, которая создает противодействующий момент, пропорциональный углу закручивания. Угол отклонения стрелки 4 будет пропорционален угловой скорости постоянного магнита.

Рис.15 Принципиальная схема магнитоиндукционного тахометра

Постоянный магнит обычно выполняют многополюсным, причем для увеличения магнитной индукции вокруг цилиндра 2 располагают магнитный экран, вращающийся вместе с магнитом (на рисунке не показан). Цилиндр чувствительного элемента часто выполняют в виде металлического диска.

Магнитоиндукционные тахометры выполняют дистанционными, соединив

тахометр электрической дистанционной передачей с валом, частоту вращения которого нужно измерить.

Рис.16. Схема дистанционного магнитоиндукционного тахометра:

1 — магнит генератора; 2 — магнит-ротор синхронного двигателя; 3 — гистерезисный диск; 4 — постоянный магнит; 5 — диск ЧЭ; 6 — противодействующая пружина; 7 — магнит демпфера; 8 — диск демпфера; 9 — стрелка; 10 — обмот­ка генератора; 11 — статорная обмотка синхронного электродвигателя

Датчиком тахометра служит синхронный генератор с ротором в виде постоянного магнита. В статорной обмотке 11 синхронного двигателя указателя создается вращающееся магнитное поле, вызывающее вращение ротора, состоящего из постоянного магнита 2 и гистерезисного диска 3, посаженного на общий вал. Этот диск выполняет роль «беличьего колеса» и служит для асинхронного запуска синхронного двигателя. Диск 3 приводит вал ротора во вращение со скоростью, близкой к синхронной, после чего постоянный магнит входит в синхронизм и обеспечивает синхронную работу двигателя.

Постоянный магнит 2 свободно помещен на валу и соединен с ним пружиной, через которую передает вращение валу синхронного двигателя указателя. Благодаря этому магнит может свободно сделать один оборот и только в конце этого оборота передать вра­щение валу двигателя. Это дает возможность двигателю войти в синхронный режим еще до того, как он воспримет на себя полную нагрузку.

На конце вала синхронного двигателя укреплен магнитный узел, состоящий из двух плат с запрессованными в них цилиндрическими магнитами. На схеме условно показан двухполюсный магнит 4.

Чувствительный элемент в виде диска 5 находится в воздушном зазоре магнитного узла. Пружина 6 создает противодействующий момент.

Для устранения колебаний стрелки в приборе имеется демпфи­рующее устройство, состоящее из неподвижного магнитного узла 7, аналогичного магнитному узлу 4, и металлического диска 8, укрепленного на оси стрелки.