تاکوژنراتور چیست؟ عملکرد تاکوژنراتور تست تاکوژنراتور scaled سیم بندی روتور یک تاکو ژنراتور AC 2 داخلی و اصلی یک تاکوژنراتور های ac scaled خطی خروجی تاکوژنراتور محاسبه و پارامترهایی که در ولتاژ خروجی تاکوژنراتور DC ولتاژ القایی در تاکو ژنراتور DC 2 scaled ولتاژ القایی در تاکو ژنراتور DC 1 scaled تاکوژنراتور چیست و عملکرد آن چگونه است؟ تاکو ژنراتور pdf تاکوژنراتور dc تاکو موتور dc چیست سنسور تاکوژنراتور تاکوژنراتور ac قیمت تاکوژنراتور خرید تاکوژنراتور سیم پیچی تاکو tachogenerator pdf tachogenerator transducer tachometer and tachogenerator tachogenerator hs code Tacho generator Ac tachometer tachogenerator wikipedia ac tachogenerator

در این مقاله درباره تعریف اولیه تاکوژنراتور ها، تاریخچه به وجود آمدن آن ها، انواع تاکوژنراتور ها، نحوه محاسبه خروجی و ساختمان آن ها بحث خواهیم نمود.

همچنین شما می توانید از لینک زیر این مقاله را دانلود و بعدا در صورت نیاز مطالعه نمایید.

تاکوژنراتور چیست؟

عملکرد تاکوژنراتور به چه صورت می باشد؟

اگر در همین ابتدا بخواهیم تعریف کلی از این ادوات کنترلی ارائه دهیم، می توانیم بگوییم تاکوژنراتورها یا در زبان آلمانی تاخو ژنراتور ها (Tacho-Generator) که به نام تاکومتر نیز شناخته می شوند، ماشين های کسر اسب بخاری هستند که به صورت ژنراتور کار می کنند. این تجهیزات برای تبدیل سرعت دورانی به سيگنال الکتریکی از طریق گشتاور مکانیکی به کار می روند. زمان ساخت اولین تاکوژنراتور مشخص نیست ولی این تجهیز نزدیک به 100 سال پیش وظیفه فیدبک دور را برای موتور ها ایفا می کرده اند.

در مقاله تاکوژنراتور چیست؟ و عملکرد آن به چه صورت می باشد؟ به تمامی سوالات خود مربوط به تاکوژنراتور ها خواهید رسید!

تاکوژنراتور ها اولین نسل سیستم های کنترل حرکت قبل از انکودر ها بودند که خروجی آن ها به صورت آنالوگ می باشد. تاکوژنراتور ها برای اندازه گیری سرعت چرخش یا سرعت زاویه ای موتور ها و ادوات گردنده استفاده می شوند. در حال حاضر در سیستم هایی که دقت و سرعت بسیار بالا برای فیدبک خروجی مدنظر می باشد از تاکوژنراتور ها به ندرت استفاده می شود و به جای آن از انکودر که خروجی دیجیتال دارد استفاده می شود. در واقع عملکرد این ادوات همانند یک ژنراتور (براساس تعریف کتاب ماشین های DC چاپمن) می باشد.

شاید اکنون از خود بپرسید که شباهت تاکوژنراتور با انکودر در چیست؟ ما در اینجا به تشابهات آن ها پرداخته ایم.

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید، ساختمان تاکو ها دارای پیچیدگی خاصی نمی باشد. این ادوات مشابه یک ژنراتور هستند که در ازای گردش روتور آن ها، در دو سر خروجی تولید ولتاژ می کنند و در نهایت از طریق زغال ها یا رینگ ها ولتاژ مورد نظر را در اختیار کنترلر قرار می دهند. بدنه یا فریم جزء بخش ثابت بوده و مجموعه سیم پیچی و کفشکهای روی آن، ایجاد قطب مغناطیسی می نماید. روتور نیز که بخش متحرک می باشد، دارای طول بلند و لختی بالایی است تا با کمترین اینرسی و گشتاور همراه با موتور به حرکت درآید.

1. نحوه عملکرد و انواع تاکوژنراتور:

این تجهیزات همانند انکودر ها برای فیدبک گردش استفاده می شوند. به ازای گردش شفت آن ها در دور های متفاوت، ولتاژ های متناسبی را ایجاد می کنند که این سیگنال برای پردازش کنترلر ها یا حتی PLC ها استفاده می شود. همانطور که اشاره شد، خروجی همه تاکوژنراتور ها به صورت آنالوگ است و بر مبنای نوع طراحی، اصول کارکرد و همچنین نوع ولتاژ به دو دسته زیر تقسیم بندی می گردند:

• AC Tacho-Generator

• DC Tacho-Generator

انتظار می رود که هریک از این دو مدل جدای از نوع ولتاژ خروجی، به ترتیب ولتاژی صاف و بدون ریپل (Ripple) و یا ولتاژ سینوسی صاف با فرکانس و فاز ثابت داشته باشند. اکثرا در صنعت از تاکوژنراتور های DC استفاده می گردد.

2. تاکوژنراتور های DC :

بخش های اصلی یک تاکوژنراتور DC شامل آهنربای قطب دائمی، آرمیچر ، کموتاتور ، ذغال ها، مقاومت متغیر و ولت متر می باشد. البته ولت متر بخش آنالوگ بوده و ولتاژ خروجی تاکوژنراتور را نمایش می داد که در حال حاضر استفاده نمی شود. عملکرد تاکوژنراتور DC بدین گونه است که وقتی هادی الکتریکی در میدان مغناطیسی حرکت می نماید، EMF باعث ایجاد جریان در آن می گردد. مقدار EMF القایی وابسته به شار مغناطیسی قطب ها ، جنس هادی و سرعت حرکت می باشد. مشخصات و اجزاء تاکوژنراتور DC را می توانید در تصویر زیر مشاهده نمایید:

حرکت آرمیچر بین میدان آهنربایی بطور دائم باعث ایجاد میدان مغناطیسی می شود. جریان القایی از طریق ذغال ها در انتهای شفت تبدیل به ولتاژ DC می گردد که به این عمل کموتاسیون می گویند. رابطه ولتاژ القایی در تاکو ژنراتور DC به صورت زیر می باشد:

که در آن :

E ولتاژ تولید شده

Φ شار در هر قطب بر وبر

P تعداد قطب ها

N سرعت دور در دقیقه

Z تعداد هادی در سیم پیچ آرمیچر

a تعداد مسیر موازی در سیم پیچ آرماتور

نحوه محاسبه ولتاژ خروجی تاکوژنراتور :

اصلی ترین پارامتر در تاکوژنراتور ها، سیگنال ولتاژ خروجی آن می باشد. فرمول محاسبه و پارامترهایی که در ولتاژ خروجی دخیل می باشد در زیر مشخص است:

dϴ به dt : نرخ تغییرات زاویه چرخش موتور نسبت به زمان

Kg : ضریب تقویت حالت دائم معادله شیب مشخصه خروجی تاکوژنراتور

ولتاژ خروجی تاکوژنراتور ها از ضرب ضریب ثابت مشخصه شیب نوسانات در نرخ تغییرات زاویه در زمان محاسبه می گردد که در آن دلتا زاویه چرخش روتور و K_g ضریب تقویت حالت دائم معادله شیب مشخصه خروجی تاکوژنراتور می باشد. طبق معادله بالا اگر تغییرات مبنا باشد، از تاکوژنراتور می توان به عنوان یک مشتق گیر الکترومکانیکی نیز استفاده نمود.

عملکرد بدین گونه می باشد که حرکت شفت تاکوژنراتور بین میدان یا شار مغناطیسی، باعث القای(Electro-motive force) EMF در سیم پیچی می گردد که در نتیجه در دو سر خروجی تاکوژنراتور ایجاد ولتاژ می نماید. مقدار EMF تولید شده با سرعت چرخش شفت روتور رابطه مستقیم دارد. یعنی هرچه سرعت افزایش یابد، مقدار ولتاژ خروجی نیز به صورت خطی افزایش می یابد. نمودار سرعت به چرخش یک تاکوژنزاتور به شکل زیر می باشد:

اما استفاده از این تجهیز در صنعت دارای مزایا و معایبی می باشد:

2-1 مزایای استفاده از تاکوژنراتور های DC

1. ثابت ماندن ولتاژ به واسطه کموتاسیون و بودن مرجعی معتبر برای کنترلر

2. ارزان قیمت بودن

3. ساختار ساده

2-2 معایب استفاده از تاکوژنراتور های DC

1. کموتاتور و ذغال ها نیاز به بازدید دوره ای دارند که خرابی آن ها باعث صرف زمان و هزینه می باشد.

2. مقاومت خروجی نسبت به مقاومت ورودی مقدار بالایی دارد. اگر جریان زیادی از سیم پیچی ها عبور نماید ممکن است به خاطر قانون لنز، در طولانی مدت به قطب ها آسیب وارد نماید.

مدار داخلی تاکوژنراتور DC

در تصویر زیر مدار داخلی الکتریکی یک تاکوژنرتور را می بینید که دارای مقاوت، سلف و خازن می باشد. معادلات این ادوات الکتریکی به همراه مقدار ثابت زمانی خروجی تاکوژنراتور به شرح ذیل می باشد:

3. تاکوژنراتور های AC :

همانطور که در بالا ذکر شد، خرابی تاکوژنراتور های DC به دلیل وجود کموتاتور و ذغال بسیار زیاد می باشد. حتی اگر تاکوژنراتور با کیفیتی خریداری کنید حداکثر بعد از چند سال نیاز به بازبینی و یا تعویض این تجهیزات است. تاکوژنراتور های AC برای کاهش این مشکلات طراحی گردیده اند. این تجهیزات دارای یک آرمیچر و میدان مغناطیسی چرخشی ثابت می باشند. همانطور که در تصویر می بینید، میدان مغناطیسی گردان باعث القای EMF در سیم پیچ ثابت استاتور می شود. دامنه و فرکانس EMF القایی متناسب با سرعت حرکت شفت تاکوژنراتور می باشد. بنابراین ولتاژ خروجی بعد از فیلتر های صاف کننده موج سینوسی (فیلتر خازنی) به صورت AC ظاهر می گردد.

نقشه سیم بندی روتور یک تاکو ژنراتور AC به صورت زیر می باشد:

استاتور تاکوژنراتور ACدارای دو سیم پیچ اصلی و فرعی (چهار ربعی) می باشد. هر دو سیم پیچ با فاصله 90 درجه ای از یکدیگر نصب شده اند. روتور تاکوژنراتور از بدنه آلومینیومی نازک ساخته شده و در فاصله هوایی بین آن و سیم پیچ، میدان مغناطیسی قرار گرفته است. طراحی روتور به گونه است که دارای کمترین اینرسی می باشد. چرخش روتور بین میدان مغناطیسی باعث ایجاد ولتاژ در سیم پیچ های استاتور می گردد. ولتاژ القایی با سرعت چرخش رابطه مستقیم دارد.

این تاکوژنراتور نیز همانند همتای خود دارای مزایا و معایبی است که عبارتند از:

3-1 مزایای استفاده از تاکوژنراتور های AC

1. همانند تاکوژنراتور های DC لازم به حذف ریپل نمی باشد و خروجی به خودی خود به صورت AC است.

2. هزینه نگه داری این تاکوژنراتور ها بسیار کم می باشد.

3-2 معایب استفاده از تاکوژنراتور های AC

1. هنگامی که روتور تاکوژنراتور با سرعت بالایی می چرخد رابطه غیر خطی بین ولتاژ خروجی و سرعت ورودی ایجاد می گردد که برای کنترلر ایجاد سردرگمی می نماید.

2. قیمت خرید اولیه آن بالا می باشد.

4. نحوه تست عملکرد تاکو ژنراتور های DC و AC :

برای تست یک تاکو جهت حصول اطمینان از عملکرد و متناسب با DC یا AC بودن آن، دو سر خروجی را به یک ولت متر دیجیتال یا آنالوگ متصل نموده و با دور ثابتی آن را می چرخانیم. اگر در آن دور، ولتاژ ثابتی را ارائه دهد صحت عملکرد دستگاه تایید می شود. معمولا ولتاژ خروجی تاکو ها براساس گردش در دور 1000 RPM سنجیده می شود. لذا برای این تست بهتر است با دریل یا هر وسیله ای که دارای چرخش 1000 دور بر دقیقه می باشد آن را بچرخانیم.

برای مثال اگر یک تاکوژنراتور DC از برند Baumer Hubner آلمان با پارت نامبر TDP0.2 LT-4 یا تاکوژنراتور DC از برند RADIO-Energie فرانسه با پارت نامبر REO 444R1B0.6CA داشته باشیم، بدین معنی است که این تاکو در دور 1000 ، ولتاژ 60 ولت به ما ارائه خواهد داد. پس معیار صحت تاکوژنراتور ولتاژ 60 ولت روی ولتمتر DC می باشد. لطفا به عکس زیر توجه نمایید:

در انتها امیدواریم که از مقاله بالا اطلاعات لازم را کسب نموده باشید. لازم به ذکر است در حال حاضر تاکوژنراتورهای بیشماری طراحی و ساخته می شود. این شرکت قابلیت معادل سازی و ارائه تمامی تاکوژنراتور ها به شما مشتریان عزیز را دارا می باشد. در صورت لزوم از تماس با ما دریغ نفرمایید.

گردآورنده و نویسنده:

مهندس پدرام

حق انتشار محفوظ است و بدون ذکر نام منبع حق شکایت وجود خواهد داشت.

5 دیدگاه برای “تاکوژنراتور چیست و عملکرد آن چگونه است؟”

ایرج
نوامبر 23, 2022 در 6:59 ق.ظ

خیلی خوب بود
فقط کاش چند تا عکس از خود تاکوژنراتورها با تفکیک اجزای داخلیشون میزاشتید

Reply
1. نویسنده سایت کنترل حرکت و تعیین موقعیت ایران
  نوامبر 29, 2022 در 11:54 ق.ظ
  
  جناب ایرج درود و عرض ارادت
  
  از توجه شما سپاسگزارم. تاکوژنراتور ها در حال حاضر به دلیل آنالوگ بودن در صنعت بسیار کم استفاده می شوند. در واقع در بیشتر کشور های پیشرفته تاکوژنراتور از اتوماسیون حذف و جای خود را به انکودر داده است. به همین دلیل تنوع زیادی در تاکو ها وجود ندارد. برای مشاهده عکس تاکوژنراتور ها (دو برند Baumer و Radio-Energie) می توانید به لینک های زیر در بخش محصولات مراجعه بفرمائید:
  
  “””””تاکوژنراتور شفت دار””””
  https://iranmotioncontrol.ir/product/reo444l1b0-06eg-reo444l1b0-06ca/
  “”” دوبل تاکوژنراتور-انکودر “”””
  https://iranmotioncontrol.ir/product/tdp-02-lt-4-og-9-dn-600-i/
  “””” تاکوژنراتور هالو شفت “””
  https://iranmotioncontrol.ir/product/gt-9-06l-420/
  
  اما در مورد ساختار داخلی به دلیل محرمانه بودن این اسناد متاسفانه هیچ شرکتی اطلاعات دقیقی منتظر نمیکنند.
  
  با تشکر فراوان از شما
  یاشار
  
  Reply
بازتاب: خروجی انکودر افزایشی، خطای انکودر و محاسبه دقت انکودر افزایشی- تست انکودر
بازتاب: تفاوت انکودر مطلق و افزایشی- ویژگی و خروجی انکودر مطلق - انکودر کوادراتور چیست
بازتاب: انواع انکودر نوری چیست؟ روتاری انکودر چیست؟ - تجهیزات کنترل حرکت ایران

دیدگاه‌ خود را بنویسید لغو پاسخ

این پست چقدر برای شما مفید بود؟

لطفا در امتیاز دهی کوشا باشید تا انرژی از شما بگیریم

4.4 / 5. 13

هنوز امتیازی داده نشده است! 🙁