ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA
Controle de velocidade da hélice. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Motores elétricos Ao elaborar instalações de hélices de motos de neve, asa-delta a motor, aviões, bem como modelos de aeronaves, o projetista precisa conhecer os valores exatos de vários parâmetros. E o mais importante - a velocidade da hélice. Isso é necessário tanto ao impulsionar os motores quanto ao escolher uma hélice. A velocidade de rotação também é um dos principais parâmetros durante a operação do motor: pelo valor desse parâmetro, pode-se julgar objetivamente a confiabilidade do motor. Em muitos casos, é simplesmente impossível “conectar” qualquer um dos tacômetros padrão a uma instalação movida a hélice: Bem, quando se trata de modelos de motores, as medições de contato podem distorcer tanto sua operação que quaisquer sutilezas de ajuste estão fora de questão. pergunta. Trago à atenção dos leitores um tacômetro eletrônico sem contato projetado para medir a velocidade da hélice sem usar nenhuma conexão mecânica entre o sensor e o eixo do motor. O tacômetro consiste em duas partes principais - um sensor e um contador de frequência (Fig. 1).
O sensor gera sinais de pulso que seguem com uma frequência que é um múltiplo da velocidade de rotação da hélice. A multiplicidade é determinada pelo número de lâminas. Dois tipos de sensores podem ser usados para este tacômetro: eletrostático e óptico. Um sensor eletrostático projetado especificamente para o dispositivo descrito converte a carga acumulada nas pás de uma hélice em rotação durante o atrito contra o ar em uma tensão pulsada. Para isso, o sensor possui um elemento sensível (Fig. 2) - uma antena estreita feita de placa ou fio de metal, instalada paralelamente ao plano de rotação do parafuso.
Quando as pás carregadas passarem pela antena, uma tensão alternada será induzida nela, cuja frequência será determinada pela expressão (K * N) / 60, onde K é o número de pás da hélice, N é a velocidade da hélice (rpm). A antena do sensor eletrostático é uma fonte de baixa tensão (da ordem de milivolts) com uma resistência interna muito alta igual à resistência de isolamento. Para garantir o funcionamento normal do frequencímetro, esta tensão é fornecida a um amplificador com alta impedância de entrada (Fig. 3).
A alta impedância de entrada é alcançada usando um estágio correspondente, que é uma combinação de um seguidor de fluxo em um transistor de efeito de campo VT1 e um seguidor de emissor em um transistor bipolar VT2. O amplificador operacional DA1 fornece amplificação de sinal a um nível suficiente para operar o contador de frequência. Um sensor óptico consiste em uma fonte de luz, um elemento sensível - um fotodiodo ou um fotoresistor - e um amplificador. A fonte de luz e o elemento sensor são posicionados de forma que o feixe passe pelo plano do parafuso. Durante a rotação, as pás cruzam periodicamente o feixe incidente no elemento sensível conectado entre a base e o emissor (Fig. 4), alterando periodicamente sua resistência e, assim, formando uma tensão alternada na base do transistor.
Os pulsos recebidos são amplificados por um amplificador de dois estágios até um valor suficiente para a operação do frequencímetro. O frequencímetro converte os pulsos recebidos pelos transmissores em uma corrente direta proporcional à taxa de repetição do pulso. Seu elemento principal é um multivibrador de espera nos transistores VT5 e VT6 (Fig. 5).
Quando os sinais dos sensores chegam ao multivibrador em espera, ele gera pulsos de duração constante, determinados apenas pelos valores dos resistores e capacitâncias do circuito. Quando o parafuso gira, uma sequência de pulsos com amplitude e duração constantes é formada na saída do multivibrador em espera, cuja taxa de repetição é proporcional à velocidade de rotação do parafuso. A sequência de pulso resultante contém um componente constante, cujo valor depende do chamado ciclo de trabalho - a relação entre o período de repetição do pulso e sua duração, ou seja, da velocidade de rotação do parafuso. O componente DC é extraído integrando a sequência de pulsos. O elemento integrador é o dispositivo apontador RA1, que serve simultaneamente para indicar a velocidade de rotação da hélice. Neste caso, uma cabeça magnetoelétrica de 100 μA foi usada com um resistor adicional R22. Um instrumento mais grosseiro também pode ser usado. O resistor variável R21 é usado ao calibrar o tacômetro. Um seguidor de emissor em um transistor VT7 é usado para desacoplar o integrador e o multivibrador em espera. O dispositivo é alimentado por baterias ou por um retificador de 9,5 V. Na fabricação de um tacômetro, qualquer design pode ser adotado, mas o mais adequado é o design na forma de dois blocos - um sensor e um frequencímetro com indicador, interligados por um cabo de três fios. Um sensor eletrostático deve ser cuidadosamente protegido. A antena do sensor pode ser feita de um pedaço de fio de cobre, uma tira estreita de latão ou folha de fibra de vidro. Durante as medições, deve estar paralelo ao plano de rotação do parafuso a uma distância que garanta o funcionamento normal do dispositivo. Para melhorar a precisão da medição da velocidade de rotação da hélice, antes de iniciar o trabalho, é necessário calibrar o tacômetro, para o qual um calibrador (embutido ou remoto) está incluído em sua composição. O calibrador é um multivibrador (Fig. 6) que gera pulsos curtos, cuja taxa de repetição é determinada pelos valores dos resistores R24, R25 e das capacitâncias C6, C7 e é selecionada com base na faixa de velocidades medidas. Para precisão de medição suficiente, a calibração deve ser realizada em dois ou três pontos na faixa de velocidade. Nesse caso, as taxas de repetição de pulso necessárias para uma hélice de duas pás são determinadas pela expressão f=N/30.
A tabela (ver Fig. 6) mostra os valores dos resistores R24 e R25 para várias velocidades de parafuso. A configuração precisa da frequência é realizada por um resistor de sintonia R30, enquanto a configuração da frequência é controlada usando um medidor de frequência digital de alta precisão. Você pode obter várias frequências por resistores de passo R24 e R25 ou usando vários geradores. Autor: V.Evstratov Veja outros artigos seção Motores elétricos. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Couro artificial para emulação de toque
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