0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как измерить частоту вращения двигателя

С помощью мобильного приложения KSB Sonolyzer ® ваш смартфон или планшетный ПК «услышит», насколько эффективно работает насос на объекте эксплуатации.

KSB Sonolyzer ® поможет провести первичный аудит нерегулируемых насосов любого производителя. Для такого анализа не требуется никаких дополнительных приборов.
KSB Sonolyzer® вычислит потребляемую мощность и фактическую производительность насоса, на основании которых определяются профиль нагрузки (частичная или полная) и рабочая точка. Результаты анализа отображаются на экране мобильного телефона или планшета

Почему это важно?

При выборе нагружающего устройства это критически важно, так как одну и ту же мощность двигатель может выдавать на стенде как при 1500 об/мин (дизельный двигатель), так и на 20 000 об/мин (двигатель гоночного мотоцикла). Для каждого типа двигателя необходимо подбирать соответствующее нагружающее устройство. А иногда даже не одно, а тандем из двух, первое из которых работает при низких оборотах, а второе при высоких. Если речь идет об испытаниях вновь создаваемых двигателей с широким скоростным диапазоном вращения вала.

При помощи детектора стробоскопического эффекта

Если двигатель находится в процессе эксплуатации, можно избежать необходимости отстыковывать его от исполнительного механизма и снимать задний кожух только для того, чтобы добраться до центровочного отверстия. Точное количество оборотов в этих случаях можно также измерить при помощи стробоскопического детектора. Для этого на вал двигателя наносят продольную риску белого цвета и устанавливают светоулавливатель прибора напротив нее.

При включении двигателя в работу прибор определит точное количество оборотов в минуту по частоте появления белого пятна. Этот метод применяется, как правило, при диагностическом обследовании мощных электрических машин и зависимости частоты вращения от приложенной нагрузки.

Механический самодельный тахометр из моторчика

Итак, приступаем к сборке. Как уже упоминалось самодельный тахометр состоит из двух основных частей: моторчика работающего от постоянного тока и вольтметра. Если такого моторчика у Вас нет, его легко можно купить на блошином рынке по цене буханки хлеба или дешевле, по цене двух буханок можно купить новый в магазине электронных компонентов. Если нет вольтметра, он обойдется дороже моторчика, однако на том же блошином рынке его цена будет вполне приемлемой. Вольтметр подключается к контактам моторчика, и все, тахометр готов. Теперь нужно испытать готовый тахометр в работе. При вращении вала моторчика-генератора будет создаваться напряжение, пропорциональное частоте вращения. Следовательно, частоте вращения будут пропорциональны и показания вольтметра.

Проградуировать такой тахометр можно по-разному. Например, построить справочный график зависимости напряжения от частоты вращения якоря или сделать новую шкалу вольтметра, на которой вместо воль записывается число оборотов.

Так как график отражает линейную зависимость, достаточно отметить две-три точки и провести через них прямую. Получение контрольных точек – это самый проблемный этап подготовки самодельного тахометра к работе. Если есть доступ к фирменным станкам, контрольные точки легко получить, зажав резиновую трубочку, надетую на вал моторчика, в патроне сверлильного или токарного станка и включая станок на различных передачах, фиксировать показания вольтметра (скорость вращения шпинделя на каждой передаче указана в паспорте станка). В противном случае для калибровки придется использовать либо дрель, либо двигатель при режиме работы для которого известна частота вращения. И даже если удалось измерить напряжение на контактах моторчика только для одной частоты вращения, вторая точка – это пересечение осей (x) и (y) (то есть числа оборотов и напряжения), правда точность измерений по зависимости основанной на двух точках будет низкой.

Для измерения частоты вращения, вал исследуемого двигателя соединяется с моторчиком небольшим отрезком резиновой трубки или с помощью различных переходников. Если вольтметр зашкаливает при измерении больших скоростей вращения, в схему вводится переключатель с дополнительными резисторами. Потребуется и перестроение графика для каждого положения переключателя.

Читать еще:  Надежный и долговечный станок на двигателе 775 (токарные работы)

Возможности прибора можно значительно расширить. Если изготовить роликовый фрикционный переходник диаметром 31,8 мм, тахометр позволит измерять и линейную скорость, выраженную в метрах в минуту. Для этого количество оборотов в минуту, определенное по графику, делят на 10.

Точность измерения зависит практически только от тщательности построения графика и цены деления вольтметра. Подобный простейший и очень дешевый самодельный тахометр может найти широкое применение всюду, где нужно быстро определить частоту или скорость вращения валов, шкивов и других деталей.

Цифровой тахометр из смартфона своими руками


Самодельный стробоскопический тахометр из iPhone своими руками


Самодельный лазерный (оптический) тахометр из iPhone своими руками


Сравнительные измерения частоты вращения двигателя лазерным и стробоскопическим тахометрами

Смотрел не давно на ютубе ролик одного блогера, как он для замера оборотов мотор-колеса купил бесконтактный тахометр. Меня это очень удивило, человек подкован в электронике, микроконтроллерах, зарабатывает на жизнь ремонтом электроники и разработкой устройств. Набор инструментов тоже богат, от мало до велика. И на мой взгляд можно было обойтись подручными инструментами… Но все мы Люди и все уникальны, поэтому осуждать друг друга не имеем права.

Но за расследование все же взялся, Шерлок Холмс к вашим услугам )))

Работая диагностом, я прекрасно знаю как определяются обороты ДВС индуктивным датчиком, поэтому за основу для определения оборотов понадобится : катушка без сердечника (предпочтительнее от реле, чтобы размах сигнала был более высокий, я этим пренебрег и низкие обороты мультиметром не измерились), мультиметр с возможностью измерения частоты (тут важен диапазон измеряемых частот, и минимальное измеряемое входное напряжение), магнит неодимовый (для создания магнитного поля) и осциллограф (в идеале).

Для частоты эксперимента, измерять обороты буду у шуруповерта, так как на этикетке есть величина этих самых оборотов. Но ни кто не мешает измерить обороты чего либо другого, главное соблюдать технику безопасности и продумать крепление магнита, чтобы он не слетел на высоких оборотах.

А дальше все просто : цепляемся мультиметром/осциллографом к катушке (катушка в моем случае от разблокировки селектора АКПП на 58 Ом, так как катушка является индуктивностью у нее есть параметр индуктивность которая измеряется в единицах Генри (мГн, мкГн) и добротность величина относительная, единицы измерения не имеет, это как величина заполнения шим сигнала). На сверло закрепляем магнит, подносим катушку максимально близко магниту, и жмем на кнопку. Дальше смотрим частоту на мультиметре/осциллографе и полученный результат умножаем на 60 секунд, для преобразования об/сек в об/мин (пример частота составила 7 об/сек * на 60 секунд = 420 об/мин).

Все написанное выше можно посмотреть на видео :

Если есть недочеты, или что то не дописал критикуйте/задавайте вопросы.

Принцип работы магнитных тахометров

Работа магнитного тахометра основана на явлении индукции вихревых токов (токов Фуко) в немагнитном диске вращающимся постоянным полем. В обычном состоянии алюминиевый или медный диск не обладает магнитными свойствами, но если поместить его во вращающееся магнитное поле, то в нем возникают вихревые токи. Данные токи взаимодействуют с магнитным полем, поэтому немагнитный диск тоже начинает вращаться вслед за магнитом.

Для работы тахометра к диску присоединена стрелка, на валу которой закреплена возвратная пружина. Магнит связан с коленвалом или одним из валов трансмиссии посредством гибкого вала. Чем выше обороты двигателя, тем быстрее вращается магнит, и тем выше сила, отклоняющая закрепленный пружиной немагнитный диск — все это отражается и на положении стрелки.

Благодаря приложению KSB Sonolyzer® вы сможете напрямую связаться с локальным специалистом KSB по электронной почте или телефону, чтобы получить консультацию и расшифровку полученных результатов, а также заказать подробный аппаратный аудит системы с помощью комплекса SES (System Efficiency Service). Приложение сразу определяет ваше местонахождение и передает информацию техническим специалистам соответствующих подразделений.

Читать еще:  Генератор 220В на нитродвигателе

Полученные с помощью приложения KSB Sonolyzer® результаты можно рассматривать как данные предварительного аудита для дальнейшего принятия решения о необходимости проведения подробного аппаратного анализа системы и ее оптимизации в рамках концепции энергоэффективности FluidFuture® .

Промышленные двигатели производства СССР, как и большинство современных, производились по государственным стандартам и имеют установленную таблицу соответствия. Исходя из этого, можно замерить высоту центра вала относительно плоскости посадки, его передний и задний диаметры, а также размеры крепежных отверстий. В большинстве случаев этих данных будет достаточно, чтобы найти в таблице нужный двигатель и не только определить частоту вращения, но и установить его электрическую и полезную мощность.

Очень часто нужно определить не только номинальную характеристику электрической машины, но и знать точное количество оборотов в данный момент. Это делается при диагностике электрических двигателей и для определения точного показателя коэффициента скольжения.

В электромеханических лабораториях и на производстве используются специальные приборы – тахометры. Если получить доступ к такому оборудованию, измерить частоту вращения асинхронного двигателя можно за несколько секунд. Тахометр имеет стрелочный или цифровой циферблат и измерительную штангу, на конце которой имеется отверстие с шариком. Если смазать центровочное отверстие на валу вязким воском и плотно приставить измерительную штангу к нему, на циферблате отобразится точное количество оборотов в минуту.

Почему это важно?

При выборе нагружающего устройства это критически важно, так как одну и ту же мощность двигатель может выдавать на стенде как при 1500 об/мин (дизельный двигатель), так и на 20 000 об/мин (двигатель гоночного мотоцикла). Для каждого типа двигателя необходимо подбирать соответствующее нагружающее устройство. А иногда даже не одно, а тандем из двух, первое из которых работает при низких оборотах, а второе при высоких. Если речь идет об испытаниях вновь создаваемых двигателей с широким скоростным диапазоном вращения вала.

Устройство тахометра

Тахометр состоит из нескольких основных узлов: измерительный блок или преобразователь сигнала, блок индикации и вспомогательные компоненты.

Измерительный блок механических и электромеханических тахометров чаще всего магнитный, аналогичный обычному спидометру (в сущности, спидометр и является тахометром, измеряющим частоту вращения вторичного вала КПП или колеса). Такой спидометр подключается к двигателю гибким валом.

Измерительный блок в электрических приборах может строиться по аналоговой схемотехнике на транзисторах или по цифровой схемотехнике на основе специализированных микросхем. Данный блок получает сигнал от датчика, ЭБУ, генератора или системы зажигания, обрабатывает его в соответствии с предварительными настройками, и преобразованный сигнал подает на блок индикации.

Блок индикации может быть нескольких типов:

  • Стрелочный индикатор (с приводом стрелки миллиамперметром);
  • Цифровой индикатор на основе жидкокристаллического или светодиодного дисплея;
  • Индикаторы с линейной светодиодной шкалой — роль стрелки выполняет линейка из светодиодов разного цвета.

На автомобилях обычно используются стрелочные индикаторы, которые лучше читаются и позволяют сразу определить, в каком режиме работает двигатель. Цифровые и светодиодные индикаторы чаще всего устанавливаются при тюнинге, также они находят применение в простых тахометрах для мототехники, дизель-генераторов и т.д.

Шкала тахометра делится на несколько зон, отмеченных разным цветом:

  • Зона малых оборотов — в данном диапазоне оборотов двигатель работает нестабильно, зона может отмечаться красным цветом;
  • Зона оптимальных оборотов (?зеленая зона?) — в данном диапазоне двигатель развивает наибольшую мощность и крутящий момент, обычно зона отмечена зеленым цветом;
  • Зона повышенных оборотов — данный диапазон оборотов является условно опасным для двигателя, обычно эта зона отмечена желтым цветом или чертой над красной зоной;
  • Зона высоких оборотов (?красная зона?) — данный диапазон оборотов является опасным, двигатель работает с перегрузкой и работает с малой эффективностью, эта зона отмечена красным цветом.
Читать еще:  Введение в устройство шаговых двигателей

Градуировка шкалы оборотов может выполняться в единицах или в десятках с указанием множителя — х100 или х1000, единица измерения оборотов — r/min или min -1 .

Вся конструкция помещена в корпус, который может монтироваться в приборную панель или устанавливаться отдельно. При этом тахометры могут быть различными по комплектации:

  • Прибор без дополнительных функций;
  • Тахометр с различными индикаторами;
  • Тахометр, совмещенный в одном корпусе с другими приборами — спидометром, одометром, счетчиком моточасов и т.д.

Отдельно нужно рассказать о принципе работы наиболее распространенных типов тахометров.

1. Приложение выдает ошибку или не показывает результаты измерений, несмотря на многократные попытки. В чем проблема?

  • Проверьте, оснащен ли насос ЧП (частотным преобразователем) или нет?
  • Приложение KSB Sonolyzer® может анализировать только нерегулируемые насосы.
  • KSB Sonolyzer® обеспечивает наилучшие результаты, когда вы держите микрофон вашего мобильного устройства как можно ближе к вентилятору двигателя.
  • Для работы KSB Sonolyzer® требуется точная номинальная частота вращения двигателя (указана на заводской табличке двигателя), а не частота вращения насоса (на шильде насоса).
  • Возможно измерение проведено на слишком мощном двигателе. KSB Sonolyzer® совместим только с двигателями номинальной мощностью до 200 кВт.

Не состоявшийся анализ означает, что приложение KSB Sonolyzer® не может выдать адекватные результаты измерений. Во избежание передачи неверной информации в соответствующие подразделения компании, программа выдает ошибку вместо некорректных данных.

2. Некорректная работа приложения и неадекватные результаты измерений могут также возникать в случаях:

  • Чрезмерного износа насосного агрегата, например повреждения подшипника или повреждений, вызванных кавитацией
  • Приложение KSB Sonolyzer® совместимо только с двигателями воздушного охлаждения.
  • Чрезмерная вибрация может оказать негативное влияние на качество и точность измерений.
  • Длительность непрерывных измерений должна составлять не менее 20 секунд. Измерения будут прерваны, если в процессе их выполнения перемещать или менять положение смартфона..

2. Как именно работает KSB Sonolyzer®?

  • KSB Sonolyzer® начинает с анализа аудиосигнала, полученного от вентилятора двигателя, и определяет текущую частоту вращения асинхронного двигателя.
  • Этот параметр сравнивается с номинальными параметрами указанного двигателя и вычисляется потребляемая мощность. Затем KSB Sonolyzer® анализирует введенные характеристики насоса, чтобы определить диапазон нагрузки насосной установки.

3. Насколько надежными и точными являются результаты анализа с помощью приложения KSB Sonolyzer®?

Тысячи успешно проведенных измерений подтверждают прикладную полезность приложения KSB Sonolyzer® для осуществления первичного, предварительного анализа работы агрегата.

  • KSB Sonolyzer® определяет рабочую точку насоса с асинхронным двигателем и помогает определить наличие потенциала энергосбережения.
  • Для выполнения более точных и детальных измерений с полным исключением погрешностей и подробного анализа системы необходимо прибегнуть к помощи специалистов службы сервиса ООО «КСБ» и аппаратным методам (SES) аудита системы на месте эксплуатации. Свой запрос на аппаратный аудит системы вы можете отправить непосредственно в приложении.

4. Может ли сторонний шум повлиять на результаты измерений, выполняемых с помощью KSB Sonolyzer®?

  • KSB Sonolyzer® настроен на фильтрацию стороннего шума, обычно создаваемого, например, соседним оборудованием. Чтобы минимизировать его влияние, необходимо стараться держать мобильное устройство как можно ближе к вентилятору анализируемого двигателя насоса. Это обеспечит правильное соотношение сигнал / шум и соответственно более точное измерение.

5. Можно ли использовать приложение KSB Sonolyzer® для анализа работы насосов других производителей?

  • Главное преимущество приложения в том, что оно совместимо со многими моделями насосов, предлагаемыми другими производителями. Список этих производителей можно посмотреть в пункте меню Audio Analysis.

6. Моего насоса нет в списке анализируемых приложением. Могу ли я все еще использовать KSB Sonolyzer®?

  • Да, KSB Sonolyzer® подходит для анализа насосов с асинхронным двигателем многих производителей. Список совместимых агрегатов можно найти в соответствующем пункте меню Audio Analysis.

7. Сколько стоит приложение?

  • Бесплатно. KSB Sonolyzer® можно загрузить из Google Play Store или Apple App Store.
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector