ટાચો જનરેટર - પ્રકારો, ઉપકરણ અને કામગીરીના સિદ્ધાંત

"ટેચોજનરેટર" શબ્દ બે શબ્દોમાંથી આવ્યો છે - ગ્રીક "ટાચોસ" જેનો અર્થ થાય છે "ઝડપી" અને લેટિન "જનરેટર" માંથી. ટેકોજનરેટર એ ચલ અથવા સતત ઇલેક્ટ્રિક માપન માઇક્રો મશીન છે, જે સાધનની શાફ્ટ પર માઉન્ટ થયેલ છે અને શાફ્ટની પરિભ્રમણ ગતિના વર્તમાન મૂલ્યને ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે, જેનું પરિમાણ પરિભ્રમણ આવર્તન વિશેની માહિતી વહન કરે છે.

આ પરિમાણ હોઈ શકે છે જનરેટેડ EMF અથવા સિગ્નલનું આવર્તન મૂલ્ય. ટેકોજનરેટરમાંથી આઉટપુટ સિગ્નલ વિઝ્યુઅલ ડિસ્પ્લે (દા.ત. ડિસ્પ્લે) અથવા ઓટોમેટિક શાફ્ટ સ્પીડ કંટ્રોલ ડિવાઇસ કે જેના પર ટેકોજનરેટર ચાલે છે તેને ખવડાવી શકાય છે.

આઉટપુટ પર પેદા થતા સિગ્નલના પ્રકાર પર આધાર રાખીને ટેચો જનરેટર્સ ઘણા પ્રકારના હોય છે: વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ અથવા વર્તમાન સિગ્નલ (અસુમેળ અથવા સિંક્રનસ ટેકોજનરેટર), અથવા સતત સંકેત સાથે.

ડીસી ટેકોજનરેટર

ડીસી ટેકોજનરેટર એ સ્થાયી ચુંબક (વધુ સામાન્ય) દ્વારા અથવા તેના સ્ટેટર પર સ્થિત ઉત્તેજક કોઇલ (ઓછી સામાન્ય) દ્વારા ઉત્તેજના સાથે કલેક્ટર મશીન છે. માપન ઇએમએફ ટેકોજનરેટરના રોટર વિન્ડિંગ પર પ્રેરિત થાય છે અને તે રોટરના પરિભ્રમણની કોણીય ગતિના સીધા પ્રમાણસર હોવાનું બહાર આવ્યું છે, હકીકતમાં ચુંબકીય પ્રવાહના પરિવર્તનના દરના ચોક્કસ અનુરૂપ. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનના કાયદા સાથે.

આઉટપુટ સિગ્નલ - એક વોલ્ટેજ જેનું મૂલ્ય પણ રોટરના પરિભ્રમણની કોણીય ગતિના સીધા પ્રમાણસર હોય છે - તેને કલેક્ટરમાંથી બ્રશ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે. કારણ કે નોકરી સામેલ છે કલેક્ટર અને પીંછીઓ, આવા એકમ એસી ટેકોજનરેટર કરતાં વધુ ઝડપી વસ્ત્રોને પાત્ર છે. સમસ્યા એ છે કે તેના કાર્યની પ્રક્રિયામાં, બ્રશ-એકત્રીકરણ એકમ આવા ટેકોજનરેટરના આઉટપુટ સિગ્નલમાં આવેગ અવાજ ઉત્પન્ન કરે છે.

એક યા બીજી રીતે, ડીસી ટેકોજનરેટરનું આઉટપુટ સિગ્નલ એ વોલ્ટેજ છે, જે વોલ્ટેજને સચોટ રીતે ઝડપમાં રૂપાંતરિત કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે, કારણ કે ચુંબકીય વિચલન પ્રવાહ ચુંબકના તાપમાન પર, સંપર્કના બિંદુ પર વિદ્યુત પ્રતિકાર પર આધાર રાખે છે. કલેક્ટર સાથે પીંછીઓ (જે સમય સાથે બદલાય છે), છેવટે — સમય જતાં કાયમી ચુંબકના ડિમેગ્નેટાઇઝેશનથી.

તેમ છતાં, કેટલાક કિસ્સાઓમાં ડીસી ટેકોજનરેટર્સ આઉટપુટ સિગ્નલના પ્રતિનિધિત્વના સ્વરૂપ માટે અનુકૂળ છે, તેમજ શાફ્ટના પરિભ્રમણની દિશામાં ફેરફાર અનુસાર આ સિગ્નલની ધ્રુવીયતાને ઉલટાવી દેવાની કુદરતી ઘટના છે.

ડીસી ટેકોજનરેટર્સને «ટ્રાન્સફોર્મેશન ફેક્ટર» સેન્ટ દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જે આપેલ વોલ્ટેજને અનુરૂપ રોટેશન ફ્રીક્વન્સી ફ્રોટ સાથે દૂર કરેલ વોલ્ટેજ Uout ના ગુણોત્તરને વ્યક્ત કરે છે.આ પરિમાણ ટેકોજનરેટર માટેના તકનીકી દસ્તાવેજોમાં ઉલ્લેખિત છે અને તે મિલીવોલ્ટ્સમાં માપવામાં આવે છે જે પ્રતિ મિનિટ ક્રાંતિ દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે. આ પરિમાણ અને ટેકોજનરેટરમાંથી આઉટપુટ વોલ્ટેજને જાણીને, તમે સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને વર્તમાન આવર્તનની ગણતરી કરી શકો છો:

બિલ્ટ-ઇન ટેકોજનરેટર સાથે ઇલેક્ટ્રિક મોટર:

અસુમેળ એસી ટેકોજનરેટર

અસિંક્રોનસ એસી ટેકોજનરેટર્સ ડિઝાઇનમાં સમાન છે અસુમેળ ખિસકોલી-કેજ મોટર્સ માટે… અહીં રોટર એક હોલો સિલિન્ડર (સામાન્ય રીતે કોપર અથવા એલ્યુમિનિયમ) ના રૂપમાં બનાવવામાં આવે છે, અને સ્ટેટરમાં એકબીજાના જમણા ખૂણા પર સ્થિત બે વિન્ડિંગ્સ હોય છે. સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સમાંથી એક ઉત્તેજના વિન્ડિંગ છે, બીજું આઉટપુટ વિન્ડિંગ છે. ઉત્તેજના કોઇલને ચોક્કસ કંપનવિસ્તાર અને આવર્તનનો વૈકલ્પિક પ્રવાહ પૂરો પાડવામાં આવે છે, અને આઉટપુટ કોઇલ માપન ઉપકરણ સાથે જોડાયેલ છે.

જ્યારે ખિસકોલી રોટર ફરે છે, ત્યારે તે સમયાંતરે બે કોઇલના ચુંબકીય પ્રવાહની પ્રારંભિક ઓર્થોગોનાલિટીને તોડે છે, ચુંબકીય ક્ષેત્રોના ચિત્રના વિકૃતિના પરિણામે, આઉટપુટ કોઇલમાં સમયાંતરે EMF પ્રેરિત થાય છે. જો રોટર સ્થિર હોય, તો ઉત્તેજના કોઇલનો ચુંબકીય પ્રવાહ વિકૃત થતો નથી અને આઉટપુટ કોઇલમાં EMF પ્રેરિત થતો નથી. અહીં, જનરેટ કરેલ EMF ની તીવ્રતા શાફ્ટના પરિભ્રમણની ગતિના પ્રમાણસર છે.

ફિલ્ડ વિન્ડિંગને પૂરા પાડવામાં આવતા વર્તમાનની પોતાની આવર્તન હોય છે, જે શાફ્ટના પરિભ્રમણની ગતિથી અલગ હોય છે, આવા ટેકોજનરેટરને અસિંક્રોનસ કહેવામાં આવે છે. અન્ય વસ્તુઓમાં, આ ડિઝાઇન આઉટપુટ સિગ્નલના તબક્કા દ્વારા રોટરના પરિભ્રમણની દિશા નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે - જ્યારે પરિભ્રમણની દિશા બદલાય છે, ત્યારે તબક્કો ઉલટાવી દેવામાં આવે છે.

સિંક્રનસ એસી ટેકોજનરેટર

સિંક્રનસ ટેકોજનરેટર બ્રશલેસ એસી મશીનો છે.રોટરનું ચુંબકીયકરણ કાયમી ચુંબક દ્વારા બનાવવામાં આવે છે જ્યારે સ્ટેટર પર એક અથવા વધુ વિન્ડિંગ્સ હાજર હોય છે. આ કિસ્સામાં, આઉટપુટ સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર અને તેની આવર્તન બંને શાફ્ટના પરિભ્રમણની ગતિના પ્રમાણસર હશે. તેથી વેગ ડેટાને કંપનવિસ્તાર મૂલ્ય (કંપનવિસ્તાર શોધ) અને સીધા આવર્તન (આવર્તન શોધ) દ્વારા બંને માપી શકાય છે. જો કે, સિંક્રનસ ટેકોજનરેટરના આઉટપુટ સિગ્નલ પરથી પરિભ્રમણની દિશા નિર્ધારિત કરી શકાતી નથી.

સિંક્રનસ એસી ટેકોજનરેટરનું રોટર મલ્ટિપોલ મેગ્નેટના રૂપમાં બનાવી શકાય છે અને શાફ્ટની એક ક્રાંતિ માટે આઉટપુટ સિગ્નલમાં એક પંક્તિમાં અનેક પલ્સ આપી શકે છે. આવા ટેકોજનરેટર્સ, અસુમેળ સાથે, લાંબા સમય સુધી સેવા જીવન ધરાવે છે, કારણ કે તેમની પાસે યાંત્રિક વસ્ત્રો માટે જોખમી બ્રશ સંગ્રહ ઉપકરણ નથી.

આવર્તન શોધ

સિંક્રનસ ટેકોજનરેટરની આઉટપુટ આવર્તન તાપમાન અને અન્ય પરિબળો પર આધારિત ન હોવાથી, તેની સાથે આવર્તન માપન વધુ સચોટ છે. ગણતરી ખૂબ જ સરળ છે, રોટરના ધ્રુવ જોડીઓ p ની સંખ્યા જાણવા માટે તે પૂરતું છે:

પરંતુ એક ઉપદ્રવ પણ છે. ગણતરીઓની સચોટતા પૂરતી ઊંચી હોય તે માટે, તે સમય ફાળવવો જરૂરી છે જે દરમિયાન સૈદ્ધાંતિક રીતે ઝડપ પહેલાથી જ બદલાઈ શકે છે, જેનો અર્થ છે કે જ્યારે કઠોળની ગણતરી કરવામાં આવી રહી છે, ત્યારે માપન ભૂલ વધે છે, જે હાનિકારક છે.

માપન ભૂલને ઘટાડવા માટે, રોટરને મલ્ટિ-પોલ બનાવવામાં આવે છે જેથી ગણતરીઓ ઝડપથી થઈ શકે, પછી નિયંત્રણ સિસ્ટમનો પ્રતિભાવ ઝડપથી અનુસરી શકે. એક ધ્રુવ માટે, આવર્તનની ગણતરી નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:

જ્યાં N એ વાંચેલી કઠોળની સંખ્યા છે, T એ પલ્સ ગણતરીનો સમયગાળો છે

સિંક્રનસ ટેકોજનરેટર માટે, ઝડપના આધારે સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર બદલાય છે, તેથી, આઉટપુટ ફ્રીક્વન્સી ડિટેક્ટરને ડિઝાઇન કરતી વખતે, ટેકોજનરેટરના આઉટપુટ વોલ્ટેજના કંપનવિસ્તારની સમગ્ર સંભવિત શ્રેણીને ધ્યાનમાં લેવી મહત્વપૂર્ણ છે.

કંપનવિસ્તાર શોધ

આવર્તન નક્કી કરવાની કંપનવિસ્તાર પદ્ધતિ સાથે, ફ્રીક્વન્સી ડિટેક્ટરનું સર્કિટ સરળ બનશે, પરંતુ અહીં આવા પરિબળોના પ્રભાવને ધ્યાનમાં લેવું મહત્વપૂર્ણ છે: તાપમાન, બિન-ચુંબકીય અંતરમાં ફેરફાર, વગેરે. આવર્તન , આઉટપુટ સિગ્નલનું કંપનવિસ્તાર જેટલું મોટું છે, તેથી ડિટેક્ટર સર્કિટ સામાન્ય રીતે રેક્ટિફાયર હોય છે અને નિમ્ન પાસ ફિલ્ટર, જ્યાં mV * rpm માં માપવામાં આવેલ રૂપાંતરણ પરિબળ તમને નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને આવર્તન નક્કી કરવા દે છે:

આ લેખમાં ચર્ચા કરાયેલા પરંપરાગત પ્રકારના ટેકોજનરેટર્સ ઉપરાંત, પલ્સ સેન્સરનો ઉપયોગ આધુનિક તકનીકોમાં પણ થાય છે. optocouplers પર આધારિત, હોલ સેન્સર વગેરે. ટેકોજનરેટર્સનો ફાયદો એ છે કે જ્યારે ડિટેક્ટર સાથે જોડી બનાવવામાં આવે છે, ત્યારે તેમને કોઈ વધારાના પાવર સ્ત્રોતની જરૂર પડતી નથી. પરંપરાગત મશીન-પ્રકારના ટેકોજનરેટરના ગેરફાયદામાં ઓછી ઝડપે નબળી સંવેદનશીલતા અને બ્રેકિંગ ટોર્કનો સમાવેશ થાય છે.