Проектирование бортового оборудования модернизация конструкции тахометра типа итэ 1

Обновлено: 07.07.2024

Назначение, устройство и принцип работы.Электрический тахо­метр ИТЭ-2 предназначен для измерения частоты вращения вала авиадвигателя АИ-24, выраженной в процентах от числа макси­мальных оборотов в минуту.

Принцип действия тахометра основан на взаимодействии маг­нитного поля шестиполюсного постоянного магнита с магнитным полем вихревых токов, возникающих в чувствительном элементе указателя.

Комплект тахометра (рис. 99) состоит из сдвоенного указателя ИТЭ-2, установленного на средней панели приборной доски, и двух датчиков ДТЭ-1, установленных по одному на каждом авиадвига­теле.

Двухстрелочный указатель объединяет в одном корпусе два ме­ханизма (рис. 100), которые работают независимо один от другого. Каждый механизм состоит из синхронного электродвигателя пере­менного трехфазного тока и узла измерителя. На конце вала рото­ра электродвигателя укреплен магнитный узел 6 с шестью парами постоянных магнитов, между полюсами которых расположен чув­ствительный элемент 7 (металлический диск из алюминиево-марганцевистого сплава), укрепленный на одной оси с ведущей шестер­ней, воздействующей на стрелку.

Рис. 99. Тахометр ИТЭ-2

Рис. 100. Принципиальная электрическая схема тахометра ИТЭ-2:

1 — стрелки; 2 — ось и втулка; 3 — шкала; 4 — зубчатая передача; 5 — противодействующая пружина; 6 — магнитный узел (муфта); 7 — чувстви­тельный элемент; 8 — гистерезисный диск; 9 — статор указателя; 10— по­стоянный магнит; 11 — статор датчика 12 — ротор датчика

Шкала указателя имеет деления от 0 до 110% с оцифровкой че­рез 20% и ценой деления 1%.

Датчик ДТЭ-1 представляет собой трехфазный синхронный ге­нератор переменного тока, состоящий из ротора 12 и статора И. В качестве ротора используется четырехполюсный постоянный магнит, а в качестве статора — четырехполюсная трехфазная об­мотка, соединенная звездой.

Работает тахометр следующим образом. Ротор датчика-гене­ратора получает вращение от авиадвигателя АИ-24 и возбуждает в статорных обмотках переменную э. д. с. Под действием э. д. с. от датчика потечет трехфазный переменный ток, частота которого про­порциональна частоте вращения главного вала авиадвигателя (см. рис. 100). Переменный ток, протекая по обмоткам статора указателя, создает вращающееся магнитное поле, которое, взаимо­действуя с магнитным полем ротора — магнита, приводит во вра­щение ротор электродвигателя, который вращает магнитный узел. При вращении магнитного узла в чувствительном элементе индук­тируются вихревые токи.

В результате взаимодействия магнитного поля вихревых токов с магнитным полем магнитного узла создается вращающий момент, который увлекает чувствительный элемент в сторону вращения магнита. Движение оси чувствительного элемента через зубчатую передачу 4 передается на стрелку 1, которая показывает частоту вращения главного вала авиадвигателя, выраженную в процентах от максимальных оборотов.

Демпфирование подвижной системы в указателе осуществляют зубчатые передачи, которые своим трением гасят возникающие ко­лебания.

Предполетный осмотр тахометра.Перед полетом при внешнем осмотре необходимо убедиться в целости стекла, окраски, в надеж­ности крепления указателя к приборной доске, а также в отсутст­вии различного рода механических повреждений. Во время пробы авиадвигателей убедиться, что стрелка указателя плавно, без рыв­ков и колебаний перемещается по шкале при изменении положения рычага управления двигателя.

Колебания стрелки указателя не должны превышать следующих величин: ±1,5% в диапазоне от 10% до 15%; ±1% в диапазоне от 15 до 25%; ±0,5% в остальной части шкалы.

Тахометр ТЭ-40М

Электрический тахометр ТЭ-40М предназначен для измерения частоты вращения главного вала турбогенератора ТГ-16. В комп­лект тахометра (рис. 101) входят датчик ДТ-1М и указатель ТЭ-40М. Указатель установлен на вертикальной панели пульта ле­вого пилота, а датчик — на турбогенераторе ТГ-16.

Указатель имеет две шкалы. Внутренняя шкала оцифрована от 0 до 12 000 об/мин, внешняя шкала — от 15 000 до 40 000 об/мин через 3000 об/мин, цена деления 500 об/мин.

Устройство, принцип работы и предполетный осмотр тахометра ТЭ-40М аналогичны тахометру ИТЭ-2. Отличие состоит в том, что в тахометре ИТЭ-2 роль демпфера выполняют зубчатые передачи, а в тахометре ТЭ-40М демпфирование подвижной системы осуще­ствляется на взаимодействии магнитного поля вихревых токов с магнитным полем второго магнитного узла, за счет чего подвижная система получает тормозной момент. Кроме того, допустимые коле­бания стрелки в диапазоне 3000—6000 об/мин составляют ±400 об/мин.

Первый слайд презентации: Лекция № 4 Т ема 2.1. Приборы и системы контроля работы авиадвигателей Авиационные тахометры 2. 7. Авиационные магнитоиндукционные тахометры типа ИТЭ-1 и ИТЭ-2 2.8. Погрешности магнитоиндукционных тахометров и способы их компенсации 2.9. Датчики частоты вращения вала авиадвигателя

Слайд 2: Авиационные тахометры

Тахометры - приборы измеряющие частоту вращения (от греч. tachos - быстрота скорость). Авиационные тахометры служат для измерения частоты вращения вала поршневого авиадвигателя, ротора компрессора турбореак - тивного двигателя, турбины газотурбинного двигателя и т.д. По принципу действия ЧЭ тахометры подразделяются на : - центробежные, в которых используется зависимость центробежных сил инерции неуравновешенных масс от частоты вращения вала. В них центробежные силы инерции уравновешиваются силой упругой деформации пружины; - генераторные, основанные на зависимости величины генерируемой в обмотке ЭДС от частоты вращения индуктора, связанного с валом. К этой группе относятся тахогенераторы постоянного и переменного токов; - магнитоиндукционные, основанные на зависимости момента увлечения электропроводящего диска (цилиндра) полем постоянного магнита, вращаемого с измеряемой угловой скоростью; - частотно-импульсные, в которых используется зависимость частоты ЭДС синхронного генератора, связанного с валом, от частоты его вращения. 20

Слайд 3: 2.7. Авиационные магнитоиндукционные тахометры типа ИТЭ-1 и ИТЭ-2

Рис 4.1. Магнитоиндукционные тахометры: а - с полым цилиндром; б - с диском; 1 - ось измеряемого вращения; 2 – чувствительный элемент; 3 - магнит; 4 - пружина; 5 - экран; 6 - термомагнитный шунт Принцип действия магнитоиндукционных тахометров основан на явлении наведения вихревых токов в ЧЭ (металлическом теле) полем вращающегося постоянного магнита. 19

Слайд 4: 2.7. Авиационные магнитоиндукционные тахометры типа ИТЭ-1 и ИТЭ-2

Рис 4.1. Магнитоиндукционные тахометры: а - с полым цилиндром; б - с диском; 1 - ось измеряемого вращения; 2 – чувствительный элемент; 3 - магнит; 4 - пружина; 5 - экран; 6 - термомагнитный шунт Вихревые токи возникающие в ЧЭ, создают магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита и создает вращающий момент Mвр, увлекающий цилиндр вслед за вращающимся магнитом. 19

Слайд 5: 2.7. Авиационные магнитоиндукционные тахометры типа ИТЭ-1 и ИТЭ-2

V =  Dn/60 - линейная скорость перемещения магнитного поля относительно токопроводящего стакана; D – диаметр ЧЭ; n - угловая скорость вращения вала При получении соотношения использованы известные уравнения V =  R ; - угловая скорость вращения поля постоянного магнита; 2.7. Авиационные магнитоиндукционные тахометры типа ИТЭ-1 и ИТЭ-2 18 Для вывода градуировочной формулы магнитоиндукционного тахометра "развернем" поверхность цилиндра тахометра в виде ленты. На ее поверхности изобразим проекции полюсов магнитов (чаще всего 2p = 4)

Слайд 6: 2.7. Авиационные магнитоиндукционные тахометры типа ИТЭ-1 и ИТЭ-2

ЭДС от поля постоянного магнита E E = B c V = Bc  Dn/60 c – длина полюса магнита (м); B – магнитная индукция (Т). В каждом контуре тока действуют две такие ЭДС, создаваемые двумя соседними полюсами магнита Величина тока di в элементарном контуре тока шириной dx и с сопротивлением dr di = 2Е /dr Геометрические размеры элементарного контура тока, соответственно площадь поперечного сечения и длина 17

Слайд 7: 2.7. Авиационные магнитоиндукционные тахометры типа ИТЭ-1 и ИТЭ-2

Элементарное удельное сопротивление контура тока dr = L /S = (2c+2a+2  x)/dx a – расстояние между полюсами постоянного магнита; x – перемен - ный радиус закругления элементарного контура тока;  – толщина стенки цилиндра,  – удельное сопротивление материала токопроводящего цилиндра di = 2Е /dr Полный ток I под полюсом шириной b 16

Слайд 8: 2.7. Авиационные магнитоиндукционные тахометры типа ИТЭ-1 и ИТЭ-2

M вр = F. D / 2. 2p = FD p = k 1 n При M вр = M пр Таким образом статическая характеристика магнитоиндукционного тахометра линейна, шкала его указателя равномерная. Этот ток создает свое магнитное поле. C ила взаимодействия поля постоянного магнита с магнитным полем тока I F = BI c M пр = с  15

Слайд 9: Тахометр ИТЭ-1

Рис 4.2. Электрокинетическая схема тахометра ИТЭ-1: 1 - неподвижная магнитная система; 2 - обмотка статора генератора; 3 - обмотка статора синхронного двигателя; 4 - гистерезисные диски; 5 - крестообразный магнит; 6 - постоянные магниты; 7 - термомагнитный шунт; 8 - диск (ЧЭ); 9 - пружина; 10 - диск демпфера; 11 - магнитный узел; 12 - стрелка 14

Слайд 10: Тахометр ИТЭ-1

Состоит из датчика ДТЭ-1 и указателя ИТЭ-1. Датчиком является трехфазный синхронный генератор с возбуждением от постоянного магнита 1, расположенного на якоре. Он приводится через понижающую передачу от вала, частота вращения которого измеряется. Датчик ДТЭ-1 и подключенный к нему синхронный двигатель указателя ИТЭ-1 образуют электрическую синхронную передачу - систему электрического вала, осуществляющего дистанционную передачу скорости вращения вала авиадвигателя. 13

Слайд 11: Тахометр ИТЭ-1

Измерительная часть прибора состоит из магнитного узла с двумя дисковыми платами с впрессованными в них шестью парами постоянных магнитов 6. В воздушном зазоре между торцами противоположных полюсов магнитов расположен ЧЭ - диск 8, изготовленный из медно-марганцевого сплава с малым температурным коэффициентом. Таким образом, магнитный узел укреплен на конце вала синхронного двигателя и вращается с синхронной скоростью, а ЧЭ - диск связан через ось со стрелкой 12, перемещающейся по шкале. 12

Слайд 12: Тахометр ИТЭ-1

Для исключения влияния непостоянства температуры в месте установки указателя на изменение величины магнитного сопротивления магнитопроводов, а соответственно и изменение магнитной индукции в зазоре в измерительном узле используется термомагнитный шунт 7, который надевается на постоянные магниты. Шунт выполнен из сплава, магнитное сопротивление которого с ростом температуры увеличивается в большей степени, чем сопротивление остального магнитопровода. 11

Слайд 13: Тахометр ИТЭ-2

В измерителях ИТЭ-2 в отличие от ИТЭ-1 в корпусе размещены два одинаковых измерительных узла и два синхронных двигателя, аналогичные рассмотренным. Они имеют две соосные стрелки и предназначены для измерения частоты вращения валов двух двигателей или валов двух ступеней компрессора одного двигателя. Магнитоиндукционные демпферы в них отсутствуют. Необходимое демпфирование обеспечивается за счет моментов трения зубчатых передач. 10

Слайд 14: 2.8. Погрешности магнитоиндукционных тахометров и способы их компенсации

Магнитоиндукционным тахометрам свойственны инструментальные погрешности, которые в нормальных условиях определяются трением в опорах подвижной системы измерителя, неточностью градуировки, разбалансом подвижной системы. В условиях, отличных от нормальных, дополнительные погрешности возникают из-за изменения температуры, которая влияет на параметры магнитоиндукционного чувствительного элемента ( B, ρ ) и противодействующей пружины ( с ). Если пренебречь изменением геометрических размеров элементов, то общий температурный коэффициент равен а = 2 а в - a  - а с где a в, a , a с - температурные коэффициенты изменения индукции, сопротивления диска (или цилиндра) и модуля упругости пружины. Подбором материалов общий коэффициент a сводят к минимальному значению. Дальнейшее уменьшение температурных погрешностей осуществляется термомагнитным шунтом. Положение шунта вдоль оси магнитного измерительного узла может регулироваться для изменения коэффициента a в разных образцах тахометров. 9

Слайд 15

Для проверки тахометров типов ИТЭ, ТЭ используется установка типа КТУ-1М. Контроль проверяемого тахометра сводится к сопоставлению его показаний на проверяемых делениях шкалы с показаниями эталонного тахометра, в качестве которого используется ферродинамический нуль-индикатор, подключенный к эталонному двухфазному датчику. Датчики эталонного и проверяемого тахометров устанавливаются на одном валу. Особенности эксплуатации тахометров 8

Слайд 16: 2.9. Датчики частоты вращения вала авиадвигателя

По принципу действия ЧЭ датчики подразделяются на : центробежные, магнитоиндукционные, - генераторные, - частотно-импульсные Центробежные датчики а – конический тахометр; б – кольцевой тахометр; 1- муфта; 2- пружина В коническом тахометре на шарнирах, вращающихся вместе с осью, установлены грузы m, которые под действием центробежных сил расходятся, перемещая вдоль оси муфту 1 и сжимая пружину 2. 7 n, т, r 0 и c 1 - соответственно число грузов, масса груза, радиус муфты и коэффициент жесткости пружины - чувствительность

Слайд 17: 2.9. Датчики частоты вращения вала авиадвигателя

В кольцевом тахометре при не вращающейся оси (  =0) плоскость кольца наклонена по отношению к оси на угол  0. При вращении оси кольцо стремиться занять положение, перпендикулярное оси вращения, однако этому препятствует пружина. Перемещению муфты 1 пропорционально приращению угла отклонения кольца 2.9. Датчики частоты вращения вала авиадвигателя Центробежные датчики а – конический тахометр; б – кольцевой тахометр; 1- муфта; 2- пружина 7 - чувствительность m, r, c 1 – соответственно масса и радиус кольца, и коэффициент жесткости пружины.

Слайд 18: 2.9. Датчики частоты вращения вала авиадвигателя

Генераторные датчики. ДТЭ-1 предназначены для выдачи электрического сигнала с частотой, пропорциональной частоте вращения вала двигателя, и представляют собой трехфазные магнитоэлектрические генераторы переменного тока с четырехполюсным магнитом 1 – постоянный магнит-ротор; 2 – статор; 3 – обмотка; 4 – крышка; 5, 12 – шарикоподшипники; 6 – хвостовик; 7 – накидная гайка; 8 – втулка; 9 – штепсельный разъем ; 10 – пружинное кольцо ; 11 – обойма; 13 – винт ; 14 – втулка f = ( p n ) /60 6

Слайд 19: 2.9. Датчики частоты вращения вала авиадвигателя

Частото-импульсные датчики. Используется зависимость частоты следования электрических импульсов напряжения от частоты вращения вала авиадвигателя. В качестве датчиков в таких системах могут использоваться датчики частоты вращения ДЧВ-2500, ДТА-10Е, ДТЭ-1. 1 – штепсельный разъем; 2 – корпус; 3 – катушка; 4 – индуктор; 5 – постоянный магнит. Принцип действия датчика ДЧВ-2500 заключается в индуцировании электрических импульсов напряжения в обмотке датчика за счет изменения сопротивления магнитной цепи при вращении индуктора под торцом датчика. 5

Слайд 20: 2.9. Датчики частоты вращения вала авиадвигателя

Частото-импульсные датчики Датчик является генератором электрических импульсов напряжения и работает следующим образом: при вращении индуктора 4 каждый из его зубьев проходит в непосредственной близости от торца датчика, результатом чего является возникновение ЭДС, индуцируемой в катушке датчика. Частота импульсов напряжения, снимаемая с датчика, соответствует частоте прохождения зубьев мимо его торца, зависит от частоты вращения индуктора и, следовательно, вала двигателя. Зависимость частоты следования электрических импульсов напряжения от частоты вращения 4 z – число зубьев

Слайд 21: 2.9. Датчики частоты вращения вала авиадвигателя

Частото-импульсные тахометры Работа основана на преобразовании частоты f сигнала датчика в пропорциональное ей напряжение постоянного тока и измерении этого напряжения автокомпенсационным методом. Тахометрическая аппаратура ТА-6А: а - преобразователь тахометрической аппаратуры ПТА-6; б - измеритель тахометрической аппаратуры ИТАП-6. 3

Слайд 22

Сигнал измеряемой частоты f с датчика ДТЭ-1 поступает в преобразователь ПТА (рис. 4.6) на схему формирования прямоугольных импульсов напряжения постоянной длительности T 0 и частоты f н = 2 f (схема включает удвоитель частоты и ждущий мультивибратор). Эти импульсы управляют транзисторными ключами K1 и K2, которые обеспечивают заряд и разряд С до напряжения U 0 и U н Частото-импульсные тахометры Среднее значение U ср импульсного напряжения на конденсаторе C при U 0 = const и T 0 = const является функцией частоты импульсов f, следовательно, и частоты вращения n : U ср = U н + k n n 2

Последний слайд презентации: Лекция № 4 Т ема 2.1. Приборы и системы контроля работы авиадвигателей

Для измерения U ср ( t ) используется автокомпенсационный метод. Напряжение U ср ( t ) сравнивается с эталонным напряжением U ос, которое снимается с потенциометра R4 обратной связи следящей системы измерителя ИТАП-6. Сигнал рассогласования после модуляции и усиления подается на обмотку управления двигателя M (типа ДГ-0,5ТА). Двигатель одновременно перемещает подвижный контакт потенциометра R4, устраняя рассогласование и через лентопротяжный механизм (ЛПМ) - черно-белую ленту индикатора, которая Частото-импульсные тахометры перемещается относительно вертикальной неподвижной шкалы Тахогенератор Г служит демпфером следящей системы. 1

Читайте также:

  
• В мороз прокручивается стартер
  
• Установка задних динамиков шкода рапид
  
• Самая популярная машина тесла
  
• Сигнализация инспектор инструкция по применению
  
• С брелка открывается только водительская дверь поло