воскресенье, 10 февраля 2013 г.

блок измеряемых величин двигател аае

3.49 Mb.Название страница4/20Дата конвертации23.10.2012Размер3.49 Mb.Тип       4               1. 2. Автоматизация судов в вопросах и ответах предисловие Глава третья ДАТЧИКИ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, МОМЕНТА, ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, УРОВНЯ Датчики для измерения частоты вращения Какие датчики применяют для измерения частоты вращения? В главных и вспомогательных турбинах двигателя, турбогенераторах применяют разные по принципу действия и устройства регуляторы частоты вращения, что и обусловливает конструктивное разнообразие датчиков частоты вращения, устанавливаемых в судовых системах. В качестве измерительных элементов в регуляторах получили распространение (вследствие конструктивной простоты) механические или центробежно-маятниковые датчики. Действие их основано на измерении центробежной силы вращающихся масс. На рис.25 представлены принципиальные схемы типичных измерительных органов датчиков частоты вращения. Измерительный орган должен содержать следующие основные элементы: чувствительный элемент 3, задающее устройство 1 (задатчик) и элемент сравнения 2 измеряемого и заданного регулируемых параметров. Датчики, в которых измерительные элементы действуют по схеме, приведенной на рис.25,а, широко распространены, так как их легко можно регулировать. Изменением натяжения пружины 2, устанавливают требуемую частоту вращения. Недостаток такой кинематической схемы чрезмерная нагруженность осей грузов 3. Такие чувствительные элементы применяют во всережимных регуляторах фирм «Вудвард», МАН и отечественных РН-30 и др. На рис.25,б изображена кинематическая схема чувствительного элемента, в котором пружина 2 действует непосредственно на грузы 3. В такой схеме изменять натяжение пружины затруднительно, поэтому регуляторы в данном случае выполняют однорежимными. По этой схеме выполнены регуляторы двигателей ДРЗО/50-3 и фирмы «Бурмейстер и Вайн». На рис.25,в приведена принципиальная кинематическая схема измерительного органа, в котором в качестве вращающихся масс используются шары 3. Их число колеблется от четырех до восьми. При такой компоновке пружину можно регулировать в широких пределах. Недостаток такой конструкции между тарелками и шарами возникают значительные силы трения. Какие гидродинамические датчики частоты вращения применяют в судовой практике? Для измерения частоты вращения применяют чувствительные гидродинамические элементы. Схема действия одного из вариантов гидравлического датчика приведена на рис.26,а. Одна шестерня 1 шестеренного насоса 2 соединена с валом механизма. Давление в цилиндре 3 и перемещение поршня пропорциональны частоте вращения вала. Датчик частоты вращения этого типа используется в регуляторе «Спидлок». Кроме шестеренного насоса, для измерения частоты вращения применяют центробежные насосы 4 (импеллеры), которые преобразуют угловую скорость в давление (рис.26,б). Центробежные насосы получили распространение в качестве измерительных элементов в системах ограничения и регулирования турбоагрегатов. Что представляют собой тахогенераторы? Тахогенератор это электрический генератор, преобразующий частоту вращения в электрический сигнал. При управлении машинами на расстоянии целесообразно, чтобы в чувствительном элементе осуществлялось преобразование измеряемой величины в напряжение. Это достигается с помощью миниатюрных электрических генераторов переменного тока 5, в которых ротором является постоянный магнит 7, установленный неподвижно на валу, а статором стальные неподвижные полосы 6 (рис.26,в). Тахогенераторы постоянного тока вместо обмоток возбуждения имеют постоянные магниты. В результате большого количества ламе лей коллектора и особых форм вырезов канавок вырабатывается постоянное напряжение с небольшими пульсациями, которое пропорционально частоте вращения. Преимущество датчиков постоян]ного тока получение поляризованного напряжения, т.е. одновременно определяется и направление вращения; недостаток сбои в работе коллектора. Однако современные тахогенераторы имеют срок службы до 10 тыс.ч. Применяются они для измерения частоты вращения до 1500 об/мин. Передача от вала должна быть без скольжения (шестеренчатая, цепная). В тахогенераторах переменного тока это возможно только при наличии двух обмоток со сдвигом фаз 90`. Переменное напряжение должно быть выпрямлено в мостиковой схеме. Разность напряжений обоих гальванически разделенных контуров измеряется прибором с двумя поворотными катушками. Напряжение на выводах тахогенератора зависит от количества подключенных показывающих приборов. Поэтому в корпусе тахогенератора устанавливается нагрузочный резистор, который можно включать, или выключать. Имеется также резистор для поднастройки показаний. Что представляет собой аналого-цифровой преобразователь частоты вращения? В современных системах централизованного контроля угол поворота (частота вращения) преобразуется в цифровой код. В настоящее время разработано значительное количество преобразователей непрерывной величины (частоты вращения) в дискретный сигнал. Простейшим аналого-цифровым преобразователем, работающим по принципу счета, является датчик, основные части которого: диск из немагнитного материала с прорезями и трансформатор из двух половинок с обмотками. Если между двумя частями магнитопровода трансформатора находится прорезь диска, то магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой, не экранируется, и в выходной обмотке будет наводиться ЭДС. При этом формируется кодовый сигнал, равный 1. Когда диск перекрывает магнитопровод трансформатора, магнитный поток ослабляется, и на выходе наблюдается минимальная электродвижущая сила (ЭДС), соответствующая коду «О». Подсчитывая импульсы, за единицу времени можно указать точно частоту вращения. С вращающейся деталью соединено кольцо из ферромагнитного материала, имеющее вырез. Вблизи кольца устанавливается головка датчика с катушкой (рис.27,а,б). Благодаря вырезу магнитный поток Ф изменяется, вследствие чего в катушке датчика индуцируются импульсы напряжения. Частота импульсов равна частоте вращения детали. Амплитуда импульсов напряжения Va тем больше, чем меньше воздушный зазор между кольцом и датчиком и чем больше скорость прохождения выреза мимо головки датчика. Конструкция импульсного датчика показана на рис.28. Вместо кольца с вырезом могут применяться шайбы с несколькими вырезами или кулачками, а также шестерни. Количество вырезов или кулачков выбирают в соответствии со значением измеряемой частоты вращения, чтобы со считывание импульсов было надежным, без «пропусков». Вырезы или кулачки располагают симметрично. Воздушный зазор принимают в диапазоне 0,3-0,8 мм. Для определения направления вращения устанавливают два датчика таким образом, чтобы между фазами индуцируемых в них напряжений был сдвиг 90`. Как действует импульсный датчик с колебательным контуром? В магнитной головке датчика устанавливают колебательный контур, на обратную связь которого влияет магнитное пре

Глава третья ДАТЧИКИ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ, МОМЕНТА, ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, УРОВНЯ - Автоматизация судов в вопросах и ответах предисловие

Комментариев нет:

Отправить комментарий