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Drehzahl- und Lagegeber

 

Tachogeneratoren

Der Tachogeneratoren sind rotatorische Drehzahlgeber. Sie arbeiten induktiv und stellen an ihren Klemmen ein kontinuierliches analoges Spannungssignal zur Verfügung. Die Erfassung der Lage ist mit Tachogeneratoren nicht möglich.
Verwendet werden Gleichspannungs- und Wechselspannungstachogeneratoren. Aufgrund der einfachen Auswertbarkeit ihrer Ausgangssignale sind Gleichspannungstachogeneratoren weit verbreitet und werden nachfolgend vorgestellt.

 

Funktionsprinzip

Gleichspannungstachogeneratoren sind ähnlich aufgebaut wie Gleichstrommotoren. In einem Magnetfeld, das durch Permanentmagnete erzeugt wird, rotiert eine in mehrere Segmente aufgeteilte elektrische Wicklung. Entsprechend der Drehrichtung und Rotationsgeschwindigkeit wird in den Wicklungssegmenten eine Spannung induziert - daher die Bezeichnung "Generator" für diesen Typ von Gebern. Über einen Kommutator und Bürsten wird diese Spannung abgegriffen und als Ausgangssignal einer Auswerteelektronik zur Verfügung gestellt.

Zur Vereinfachung ist in der Animation lediglich eine rotierende Leiterschleife mit einem einfachen Kommutator dargestellt. In praktischen Realisierungen besteht dieses Anordnung aus einer Vielzahl von Teilwicklungen, deren Anschlüsse auf einen Kommutator mit entsprechend vielen Lamellen geführt sind.

Das vom Geber an den Klemmen bereitgestellte Spannungssignal gibt mit seinem Betrag die Drehzahl und mit seinem Vorzeichen die Drehrichtung an. Zwischen Drehzahl und Ausgangsspannung besteht ein linearer Zusammenhang.
Das Ausgangssignal ist aufgrund der begrenzten Anzahl von Teilwicklungen und Kommutatorlammellen nicht ideal. Es weist zyklische Schwankungen, die als Riffel bezeichnet werden, auf. Als Maß für die Schwankungen gilt der Riffelfaktor. Er gibt das Verhältnis von Scheitelwert zu Mittelwert des Ausgangssignales an.
Besonders im Bereich kleiner Drehzahlen macht sich der Riffel deutlich bemerkbar und führt zu einer Verschlechterung des Rundlaufes.