В схемах торможения противотоком асинхронных электродвигателей обширно используют индукционное реле контроля скорости. С валом электродвигателя, угловую скорость которого нужно держать под контролем, связывают входной вал реле 5, на котором установлен цилиндрический неизменный магнит 4.

При вращении электродвигателя поле магнита пересекает проводники короткозамкнутой обмотки 3 поворотного статора 6. В обмотке наводится ЭДС, величина которой пропорциональна угловой скорости вращения вала. Под ее воздействием в обмотке возникает ток и появляется сила взаимодействия, стремящаяся повернуть статор 6 в сторону вращения магнита.

При определенной частоте вращения сила растет так, что упор 2, преодолевая сопротивление плоской пружины, переключает контакты реле. Реле снабжено 2-мя контактными узлами: 1 и 7, которые переключаются зависимо от направления вращения.

Набросок 1. Индукционное реле контроля скорости

Индукционное реле контроля скорости имеет достаточно сложную конструкцию и низкую точность, которая может быть применимой только для грубых систем управления. Более высочайшая точность контроля скорости может быть получена при помощи тахогенератора — измерительной микромашины, напряжение на зажимах которой прямо пропорционально скорости вращения.

Тахогенераторы употребляют в системах оборотной связи регулируемого привода с огромным спектром конфигурации скорости, и потому погрешность их составляет всего несколько процентов. Наибольшее распространение имеют тахогенераторы неизменного тока.

На рис. 2 показана схема реле контроля скорости электродвигателя М с применением тахогенератора G, в цепь якоря которого включено электрическое реле К и регулировочный реостат R. Когда напряжение на зажимах якоря тахогенератора превзойдет напряжение срабатывания, реле производит переключение во наружной цепи.

Набросок 2. Реле контроля скорости с тахогенератором

Набросок 3. Схема тахометрического моста

С повышением сопротивления цепи якоря точность работы схемы увеличивается. Потому время от времени реле подключают к тахогенератору через промежный полупроводниковый усилитель. Может быть также внедрение для этой цели полупроводниковых бесконтактных пороговых частей, владеющих размеренным напряжением срабатывания.

Надежность работы схемы может быть повышена, если тахогенератор неизменного тока поменять бесконтактным асинхронным тахогенератором.

Асинхронный тахогенератор имеет полый немагнитный ротор, выполненный в виде стакана. На статоре расположены две обмотки, находящиеся под углом 90° друг к другу. Одну из обмоток включают в сеть переменного тока. С другой обмотки снимают синусоидальное напряжение, пропорциональное частоте вращения ротора. Частота выходного напряжения всегда равна частоте сети.

В современных исполнительных электродвигателях неизменного тока тахогенератор встраивают в один корпус с машиной и устанавливают на одном валу с главным движком. Это уменьшает пульсации выходного напряжения и увеличивает точность регулирования скорости.

В электродвигателях серии ПБСТ обычно используют тахогенераторы неизменного тока типа ПТ-1 с электрическим возбуждением. Высокомоментные электродвигатели неизменного тока имеют интегрированный тахогенератор с возбуждением от неизменных магнитов.

В тех случаях, когда электродвигатель М неизменного тока тахогенератора не имеет, его скорость можно держать под контролем измеряя ЭДС якоря. Для этого употребляют схему тахометрического моста, который образован 2-мя резисторами: R1 и R2, якорем Rя и дополнительными полюсами машины Rдп. Выходное напряжение тахометрического моста Uвых = U1 — Uдп , либо

Uвых = (Rдп / Rдп + Rя) х Е = (Rдп / Rдп + Rя) х сω

Последнее равенство справедливо при условии всепостоянства магнитного потока электродвигателя. Включая на выходе тахометрического моста пороговый элемент, получают реле, настроенное на определенную угловую скорость вращения. Точность тахометрического моста невелика из-за непостоянства сопротивления щеточного контакта и нарушения равновесия при нагреве сопротивления.

Если электродвигатель неизменного тока работает на искусственной характеристике и в цепь якоря включено огромное дополнительное сопротивление, функции реле скорости может выполнить реле напряжения, включенное на зажимы якоря.

Напряжение на якоре электродвигателя Uя = E + IяRя.

Так как Iя = (U — Е) / (Rя + Rдоб), получим Uя = (Rдоб / (Rя + Rдоб)) х Е + (Rя / (Rя + Rдоб)) х U, то вторым слагаемым можно пренебречь и считать напряжение на зажимах якоря прямо пропорциональным ЭДС и скорости вращения электродвигателя.

Набросок 4. Контроль скорости при помощи реле напряжения

Очень ординарную конструкцию имеют центробежные реле скорости. Основанием реле служит пластмассовая планшайба 4, установленная на валу, скорость вращения которого нужно держать под контролем. На планшайбе закрепляются плоская пружина 3 с мощным подвижным контактом 2 и недвижный регулируемый контакт 1. Пружина выполнена из специальной стали, модуль упругости которой фактически не находится в зависимости от конфигурации температуры.

При вращении планшайбы на подвижный контакт действует центробежная сила, которая при определенной скорости вращения преодолевает сопротивление плоской пружины и производит переключение контактов. Токоподвод к контактному узлу производят через контактные кольца и щетки, которые на рисунке не показаны. Такие реле употребляют в системах стабилизации скорости микродвигателей неизменного тока. Невзирая на свою простоту, система обеспечивает поддержание скорости с погрешностью порядка 2%.