Авиационные тахометры

Тахометры измеряют частоту вращения роторов (несущих валов двигателей и др.) в силовых установках (СУ) различных ЛА: самолетов, вертолетов и т. д. Частота вращения ротора существенно влияет на тягу и надежность работы СУ. Например, уменьшение частоты вращения ротора на 1 % приводит к снижению тяги СУ на 3—7 %. Поэтому погрешность измерения частоты вращения ротора СУ лежит в пределах 0,5—1 % максимального значения частоты вращения1.

В авиации находят применение в основном дистанционные тахометры для измерения частоты вращения двигателя: с магнитоиндукционными, частотно-импульсными и центробежными датчиками. Наиболее широко распространены магнитоиндукционные тахометры с датчиками, приводимыми валом двигателя (в основном небольшим синхронным генератором с возбуждением от постоянного магнита). В состав указателя частоты оборотов входят индикатор, в котором установлены синхронный двигатель (также с возбуждением от постоянного магнита) и индукционный элемент — магнит, вращающийся на валу двигателя, а также алюминиевый диск (чувствительный элемент), связанный с пружиной и указательной стрелкой[1] .

Например, современные вертолеты Ми-8Т, Ми-171А1 и Ми-172 комплектуются тахометрами типа ИТЭ-2 с датчиками ДТЭ-2 (рис. 13.10).

Указатель и датчик тахометра ИТЭ-2

Рис. 13.10. Указатель и датчик тахометра ИТЭ-2

Двухстрелочный (совмещенный для двух двигателей) магнитоиндукционный тахометр ИТЭ-2 предназначен для непрерывного дистанционного измерения числа оборотов двигателей, выраженного в процентах от их максимальных оборотов. В комплект оборудования входят 2 шт. измерителя-указателя и 2 шт. датчика.

Шкала измерителя имеет оцифровку от 0 до 100 % с ценой деления 1 %. При этом показание шкалы 100 % соответствует 21 200 об/мин. Погрешность тахометра на рабочем диапазоне (60—100 %) составляет ±0,5 %.

Дистанционная передача оборотов в тахометре (рис. 13.11) основана на преобразовании датчиком-генератором скорости вращения ротора турбины компрессора двигателя в электродвижущую силу с частотой, пропорциональной скорости вращения ротора, и на свойстве системы трехфазных токов создавать вращающееся магнитное поле.

Электрическая схема ИТЭ-2

Рис. 13.11. Электрическая схема ИТЭ-2:

  • 1 — зубчатая передача; 2 — противодействующая пружина (волосок);
  • 3 — магнитный узел (муфта); 4 — чувствительный элемент;
  • 5 — гистерезисные диски; 6 — статор измерителя;
  • 7 — постоянные магниты; 8 — статор датчика; 9 — ротор датчика;
  • 10 — стрелки; 11 — ось и втулка; 12 — шкала

Преобразование скорости вращения ротора в угловое перемещение стрелки магнитоиндукционным измерителем основано на взаимодействии магнитного поля вращающихся постоянных магнитов с индукционными токами, наведенными этим полем в металлическом диске. В результате такого взаимодействия возникает вращающий момент диска (чувствительного элемента, связанного со стрелкой), пропорциональный числу оборотов вращающихся магнитов и уравновешиваемый противодействующей пружиной. Момент пружины пропорционален углу ее закручивания.

Так, в обмотке 8 статора датчика (см. рис. 13.11) при вращении ротора 9 возбуждается трехфазный ток с частотой, пропорциональной скорости вращения вала ротора турбины компрессора двигателя. Ток по трем проводам подводится к обмоткам статора 6 синхронного двигателя измерителя.

Число оборотов в минуту вращающегося магнитного поля относительно статора измерителя пропорционально частоте токов в фазовых обмотках статора, следовательно, пропорционально оборотам двигателя. Ротор двигателя измерителя вращается со скоростью, синхронной вращению магнитного поля статора.

Ротор двигателя измерителя состоит из двух постоянных магнитов 7 и трех гистерезисных дисков 5, соединенных вместе. Взаимодействие такого ротора с магнитным полем статора определяет взаимодействие магнитных полей статора, постоянных магнитов и гистерезисных дисков.

На конце вала ротора двигателя укреплен магнитный узел 3 с шестью парами постоянных магнитов, между полюсами которых расположен чувствительный элемент 4. При вращении магнитного узла в чувствительном элементе индуцируются вихревые токи. В результате взаимодействия вихревых токов с магнитным полем магнитного узла создается вращающий момент чувствительного элемента 4, пропорциональный скорости вращения магнитного узла.

Вращающему моменту чувствительного элемента противодействует момент спиральной пружины 2, один конец которой укреплен на оси чувствительного элемента, а другой укреплен неподвижно.

Так как момент спиральной пружины пропорционален углу ее закручивания, то угол поворота чувствительного элемента 4 пропорционален скорости вращения магнитного узла и, соответственно, — угловой скорости вращения несущего вала ротора турбокомпрессора двигателя. Демпфирование колебаний подвижных систем в сдвоенном измерителе обеспечивается наличием зубчатых передач от чувствительного элемента на стрелку.

Движение с оси датчика через зубчатую передачу 1 передается на концентрично расположенные втулки и ось 11с насаженными на них стрелками 10, которые дают показания на шкале 12 измерителя[2] .

  • [1] Доброленский Ю. П. и др. Авиационное оборудование / под ред. Ю. П. Добро-ленского. М. : Воениздат, 1989; Бондарчук И. Е., Харин В. И. Авиационное и радиоэлектронное оборудование самолета АН-24. М. : Транспорт, 1975. 2 Доброленский Ю. П. и др. Авиационное оборудование / под ред. Ю. П. Добро-ленского. М. : Воениздат, 1989.
  • [2] Бочаров М. А. Приборы контроля работы силовой установки вертолета МИ-8Т. Омск : ОЛТК ГА, 2019; Авиационные приборы и измерительные системы : учебник для вузов / под ред. В. Г. Воробьева. М. : Транспорт, 1981; Карнюіиин В. Н. Авиационные приборы и информационно-измерительные системы : метод, пособие к изучению приборного оборудования МИ-8Т. Омск : ОЛТК ГА, 2016.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >