وبلاگ » سنسور سرعت در مترو، قطارهای شهری LRV و لوکوموتیوها
 
سنسور سرعت در مترو، قطارهای شهری LRV و لوکوموتیوها

سنسور سرعت در مترو، قطارهای شهری LRV و لوکوموتیوها

سنسور سرعت چرخش در وسایل نقلیه ریلی

بسیاری از زیرسیستم‌ها در یک وسیله نقلیه ریلی، مانند یک لوکوموتیو مترو یا قطارهای شهری، به سیگنال سرعت چرخش قابل اعتماد و دقیق وابسته هستند. این امر به ویژه در مورد کنترل کشش (ترکشن)، سیستم ترمز (حفاظت از لغزش چرخ)، کنترل قطار، کنترل درب و غیره حائز اهمیت است. به همین منظور سنسورهای سرعت در قسمت های مختلفی مانند روی چرخ، موتور و گیربکس نصب می شوند. خرابی سنسور سرعت به جهت شرایط کاری بسیار سختی است که در وسایل نقلیه ریلی با آن مواجه می‌شویم، متدوال می باشد. استانداردهای مربوطه معیارهای آزمایش سخت و دقیق را مشخص می‌کنند، اما در بهره برداری عملی شرایطی که با آن مواجه می‌شویم اغلب حتی شدیدتر هستند (مانند شوک/ارتعاش و به‌ویژه سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)).

سنسورهای سرعت چرخشی برای موتورها

در برخی وسایل نقلیه ریلی از درایوهای موتور بدون سنسور استفاده می کنند، اما در اکثر آنها یک سنسور سرعت چرخش برای سیستم کنترلر خود نیاز دارند. رایج ترین نوع سنسور سرعت برای سیستم ترکشن نوع دو کاناله است که چرخش چرخ دندانه دار را روی شفت موتور یا گیربکس اسکن می کند. سنسورهای مدرن اثر هال از این نوع از اصل مدولاسیون میدان مغناطیسی استفاده می کنند و روی چرخ های فرومغناطیسی با ماژول بین m = 1 و m = 3.5 قابل نصب هستند. بسته به قطر و تعداد دندانه های چرخ می توان بین 60 تا 300 پالس در هر دور دریافت کرد که برای اکثر درایوهای سیستم ترکشن کافی است. این نوع سنسور معمولاً از دو حسگر اثر هال، آهنربای خاص و مدار الکترونیک واسط تشکیل شده است. میدان آهنربا توسط دندانه های دیسک در حال چرخش تغییر میابند. این تغییراتتوسط سنسورهای هال اندازه گیری شدهو سپس در مرحله مقایسه‌کننده به سیگنال موج مربعی تبدیل شده و در مرحله بعدی تقویت می‌شود.

متأسفانه، اثر هال در سنسورهای سرعت با دما تغییر می کند. بنابر این حساسیت سنسورها و همچنین افت سیگنال نه تنها به شکاف هوا بلکه به دما نیز بستگی دارد. افزایش دما، حداکثر فاصله هوای مجاز بین سنسور و دیسک چرخ را کاهش می دهد. در دمای اتاق، شکاف هوای 2 تا 3 میلی متری را می توان بدون مشکل برای چرخ معمولی ماژول m = 2 در نظر گرفت، اما در محدوده دمایی مورد نیاز از 40- درجه سانتی گراد تا 120 درجه سانتی گراد، حداکثر فاصله هوایی شکاف برای دریافت سیگنال مناسب به 1.3 میلی متر کاهش می یابد. چرخ‌های با گام کوچک‌تر مانند ماژول m = 1 اغلب برای به دست آوردن تعداد پالس بیشتر یا کوچکتر کردن ساختار سنسور استفاده می‌شوند. در این حالت حداکثر فاصله هوای نهایتا می تواند 0.5 تا 0.8 میلی متر باشد. نهایتا برای حصول سیگنال مناسب در سنسور سرعت قطار، شکاف هوای احتمالی باید در محدوده بسیار کمی قرار گیرد. در این تلرانس های مکانیکی محفظه موتور، بیرینگها و چرخ‌ دندانه دار نیز محدود می شود. لذا در عمل با چرخ های هدف کوچکتر از ماژول m = 1 و ترکیبات نامطلوب تحمل ها و دماهای شدید، ممکن است خطاهای خروجی سنسور بیشتر شود. از نقطه نظر سازنده موتور و همچنین اپراتور، بهتر است به دنبال سنسورهای سرعت با طیف وسیع تری از شکاف هوا باشید.

نظرات