Wat is een toerentellergenerator?
Een toerentellergenerator is een instrument dat de rotatiesnelheid van een as meet met behulp van een intern gegenereerd elektrisch signaal. Dit referentiesignaal of deze spanning wordt gegenereerd door de toerenteller te voorzien van een directe verbinding met de as die het interne mechanisme van de generator roteert met dezelfde snelheid als de as. De gegenereerde spanning wordt vervolgens gelezen door de toerentellercircuits en weergegeven op een uitlezing of gevoed aan een extern apparaat zoals een snelheidsregelaar. De instrumenten zijn nauwkeurig gekalibreerd en de exacte uitgangsspanning van de generator bij elke gegeven snelheid is een bekende factor die zorgt voor nauwkeurige rotatiesnelheidsmetingen. Wat de werking en constructie betreft, vallen toerentellergeneratoren in drie basiscategorieën: gelijkstroom (DC), wisselstroom (AC) en permanente magneettypen.
Nauwkeurige toerentallen zijn van cruciaal belang voor de juiste werking van veel machines, met name waar het gaat om variabele belastingen en vermogensingangen. Installatieapparaten zoals motortoerentalregelaars gebruiken vaak de uitgangsspanning van een toerentellergenerator als referentie om de snelheid van de motoren die ze aansturen te regelen. Deze kleine generatoren worden aangedreven door de motor of de uitgaande assen van de machine, hetzij door middel van een directe verbinding met een 1: 1 rotatieverhouding of via een zorgvuldig gekalibreerde hulpaandrijving. Terwijl de machine draait, stuurt deze de generator aan die een spanning produceert die in grootte en frequentie verschilt volgens de rotatiesnelheid. Deze spanning wordt vervolgens verzonden naar een uitleesapparaat of motorsnelheidsbesturing.
De basisconstructie van alle typen tachometergeneratoren komt nauw overeen met die van conventionele elektromotoren met een rotor die ronddraait in een stationaire stator. DC-tachometers hebben een set permanente magneten rond het binnenoppervlak van de stator en een rotor met verschillende sets wikkelingen verbonden met een commutator. Wanneer de rotor binnen het magnetische veld van de stator wordt gedraaid, wordt een elektrische stroom opgewekt in zijn wikkelingen. Deze stroom wordt uit de toerenteller overgebracht via een set koolborstels die op de commutator lopen.
AC-typen hebben twee sets draadspoelen in de stator, waarvan er een wordt voorzien van een wisselspanning. Dit induceert een secundaire spanning in de andere spoel vergelijkbaar met de secundaire spoel in een transformator. De rotor van de AC-toerentellergenerator biedt een kortsluitpad voor de wisselspanning vergelijkbaar met de rotor in motoren met eekhoornkooien. Wanneer de rotor binnen de twee statorwikkelingen wordt gedraaid, beïnvloedt deze de relatie tussen de primaire en secundaire wikkelingen, die op zijn beurt de secundaire spanning beïnvloedt. Dit betekent dat de secundaire spanning afhankelijk is van de snelheid waarmee de rotor draait, waardoor een bekende referentiespanning wordt geleverd om de rotatiesnelheid van de machine te meten.
De generator van de permanente magneet-toerenteller is vergelijkbaar in werking met DC-typen, met uitzondering van een omgekeerde opstelling van een magneet ingesteld op de rotor en spoelen in de stator. Wanneer de rotor in de stator draait, wordt de elektrische referentiestroom in de statorwikkelingen geïnduceerd. In alle drie gevallen is de spanning geproduceerd door de toerentellergenerator recht evenredig met de snelheid waarmee deze draait. Hierdoor kunnen onafhankelijke circuits de rotatiesnelheid weergeven op een grafische uitlezing of de informatie gebruiken als referentie om de snelheid van de machine te regelen.