La vitesse

Concept

Il est représenté par le symbole « n » ; son unité standard internationale est rps (tours par seconde) ou rpm (tours par minute), et il est également exprimé en RPM (tours par minute, principalement Il est adopté par le Japon et l'Europe, et notre pays adopte les normes internationales). Lorsque l'unité est r/S, la valeur est égale à la fréquence, c'est-à-dire n=f=1/T, et T est la période du mouvement circulaire. La vitesse linéaire correspondant à un point du cercle est : v=2π*R*n, où R est le rayon de rotation correspondant au point. Les vitesses courantes sont : la vitesse nominale et la vitesse maximale. L'unité internationale de la centrifugeuse est g, et la formule pour la vitesse de rotation r/min à g : RCF=1.12*10^(-5)*r*(r/min)^2

Vitesse nominale

La vitesse nominale fait référence à la vitesse maximale dans les conditions de puissance nominale. Habituellement, en quittant l'usine, il est marqué sur la partie évidente du produit comme paramètre principal du produit.

Vitesse maximum

La vitesse maximale est la valeur maximale que la vitesse peut atteindre dans certaines conditions. Par exemple, la vitesse de broche du moteur dans le disque dur est la vitesse maximale que les plateaux du disque dur peuvent atteindre dans des conditions de tension de fonctionnement normales. La vitesse de rotation est l'un des paramètres importants indiquant la qualité du disque dur. C'est l'un des facteurs clés qui déterminent le taux de transmission interne du disque dur, et il affecte directement la vitesse du disque dur dans une large mesure. Plus la vitesse de rotation du disque dur est rapide, plus le disque dur peut trouver des fichiers rapidement et la vitesse de transmission du disque dur relatif a également été améliorée.

Caractéristiques

Le moteur de broche du disque dur entraîne les plateaux à tourner à grande vitesse, générant une flottabilité pour faire flotter la tête au-dessus des plateaux. Pour amener le secteur des données à accéder en dessous de la tête, plus la vitesse est rapide, plus le temps d'attente est court. Par conséquent, la vitesse de rotation détermine dans une large mesure la vitesse du disque dur. La vitesse de rotation des disques durs ordinaires à usage domestique est généralement de 5 400 tr/min et 7 200 tr/min. Les utilisateurs de serveurs ont des exigences élevées en matière de performances du disque dur. Les disques durs SCSI utilisés dans les serveurs utilisent essentiellement 10 000 tr/min, voire 15 000 tr/min, dont les performances sont bien supérieures à celles des produits ménagers. Une vitesse plus élevée peut raccourcir le temps de recherche moyen et le temps réel de lecture et d'écriture du disque dur, mais avec l'augmentation continue de la vitesse du disque dur, cela entraîne également des effets négatifs tels que l'élévation de température, l'usure de la broche du moteur et le bruit de fonctionnement. La vitesse des disques durs des ordinateurs portables est inférieure à celle des disques durs des ordinateurs de bureau, qui est affectée dans une certaine mesure par ce facteur. L'espace interne du portable est étroit et la taille du disque dur du portable (2,5 pouces) est également conçue pour être plus petite que celle du disque dur du bureau (3,5 pouces). L'augmentation de la température causée par l'augmentation de la vitesse impose des exigences plus élevées aux performances de dissipation thermique du portable lui-même ; le bruit devient plus important. , Et doit prendre les mesures de réduction du bruit nécessaires, celles-ci ont mis en avant plus d'exigences sur la technologie de fabrication de disque dur pour ordinateur portable. Dans le même temps, l'augmentation de la vitesse, tandis que les autres restent inchangées, signifie que la consommation d'énergie du moteur augmentera, plus l'électricité consommée par unité de temps sera élevée et le temps de fonctionnement de la batterie sera raccourci, de sorte que la portabilité de l'ordinateur portable sera affecté. Par conséquent, les disques durs des ordinateurs portables utilisent généralement des disques durs à 5 400 tr/min relativement bas.

Dans les équipements mécaniques, la vitesse est un paramètre technique important. Le tableau suivant répertorie les plages de vitesse des machines industrielles couramment utilisées :

Développement

La vitesse de rotation change avec l'augmentation du moteur du disque dur. Les moteurs à roulements dynamiques fluides ont complètement remplacé les moteurs à roulements à billes traditionnels. Les moteurs à roulement liquide sont généralement utilisés dans l'industrie des machines de précision. Il utilise des paliers d'huile de fluide muqueux et remplace les billes par des films d'huile. De cette manière, le frottement direct de la surface métallique peut être évité, et le bruit et la température peuvent être réduits au minimum ; en même temps, le film d'huile peut absorber efficacement les vibrations, de sorte que la capacité anti-vibration est améliorée; il peut également réduire l'usure et augmenter la durée de vie.

La mesure

Instrument électronique de mesure de la vitesse de rotation, composé d'un capteur de vitesse de rotation et d'un compteur (affichage). La plupart des signaux d'impulsion de sortie peuvent être mis en correspondance avec des compteurs pointeurs de type tension et courant et des compteurs numériques via une conversion fréquence-courant, ou directement envoyés à l'API ; les méthodes de conversion fréquence-courant comprennent la méthode résistance-volume, la méthode de la pompe de charge et la méthode du circuit intégré spécifique à l'application. Les deux premières méthodes sont également utilisées dans les tachymètres magnétoélectriques. La plupart des ASIC sont une combinaison de la méthode résistance-volume et de la méthode de la pompe de charge. Lorsqu'il existe certaines exigences en matière de précision d'affichage, de fiabilité, de coût et de flexibilité d'utilisation, le tachymètre de type calcul de fréquence d'impulsion peut être directement utilisé. Les méthodes de calcul de fréquence comprennent la méthode de comptage de temps (méthode de mesure de fréquence), la méthode de synchronisation à nombre fixe (méthode de mesure de la semaine) et la méthode de synchronisation de comptage synchrone.

La méthode de comptage de synchronisation (méthode de mesure de fréquence) a une erreur de ±1 dans la mesure, et l'erreur est relativement importante à faible vitesse ; la méthode de synchronisation fixe (méthode de mesure de la semaine) a également une erreur de ± 1 unité de temps, à grande vitesse, l'erreur est également très grande. La méthode de comptage et de synchronisation synchrone combine les avantages des deux méthodes ci-dessus et atteint une précision élevée dans toute la plage de mesure, et plus de cinq dix millièmes de compteurs de vitesse de mesure utilisent essentiellement cette méthode. Afin d'assurer les performances fiables du générateur, la force électromotrice de sortie du générateur tachymétrique à moteur présente les caractéristiques d'une pente élevée, de caractéristiques linéaires, d'une petite zone sans signal ou d'une faible tension résiduelle, d'une petite asymétrie de tension de sortie pendant la rotation avant et arrière, et sensibilité à basse température. . De plus, la génératrice tachymétrique du moteur à courant continu nécessite une petite composante alternative de la tension de sortie à une certaine vitesse et les interférences radio sont faibles ; la génératrice tachymétrique du moteur à courant alternatif nécessite un petit changement de phase de la tension de sortie dans la plage de la vitesse de fonctionnement.

Les génératrices tachymétriques à moteur sont largement utilisées dans divers systèmes de contrôle de vitesse ou de position. Dans le système de contrôle automatique, il est utilisé comme composant pour détecter la vitesse du moteur, pour ajuster la vitesse du moteur ou pour améliorer la stabilité et la précision du système grâce à la rétroaction ; dans le dispositif de résolution, il peut être utilisé comme composante dérivée, intégrale, ou comme signal d'accélération ou de retard. Pour mesurer la vitesse de diverses machines en mouvement en rotation ou en rotation et en mouvement linéaire. Les générateurs tachymétriques à moteur sont divisés en deux types: DC et AC. Il existe deux types de générateurs tachymétriques à moteur à courant continu : le type à aimant permanent et le type électromagnétique. Sa structure est similaire à celle d'un générateur à courant continu. Le type à aimant permanent utilise une excitation à aimant permanent haute performance, qui est moins affectée par les changements de température, les petits changements de sortie, les pentes élevées et les petites erreurs linéaires. Ce type de moteur s'est développé rapidement dans les années 1980 en raison de l'émergence de nouveaux matériaux d'aimants permanents. Le type électromagnétique adopte le type d'excitation séparé, ce qui est non seulement compliqué, mais aussi parce que l'excitation est affectée par des facteurs tels que l'alimentation et l'environnement, la tension de sortie change considérablement, elle n'est donc pas beaucoup utilisée. Les génératrices tachymétriques à moteur à courant continu constituées de matériaux à aimants permanents sont également divisées en génératrices tachymétriques à moteur à angle limité et en génératrices tachymétriques à moteur linéaire. Ils sont utilisés pour mesurer respectivement la vitesse de rotation ou le mouvement linéaire, et leurs exigences de performance sont similaires à celles des génératrices tachymétriques à moteur à courant continu, mais la structure est quelque peu différente. Il existe trois types de génératrices tachymétriques à moteur à courant alternatif : la génératrice tachymétrique à moteur asynchrone à rotor sans noyau, la génératrice tachymétrique à moteur asynchrone à rotor cage et la génératrice tachymétrique à moteur synchrone. Générateur tachymétrique de moteur asynchrone à rotor creux : principalement composé d'un stator intérieur, d'un stator extérieur et d'un rotor en forme de coupelle tournant dans l'entrefer entre eux. L'enroulement de champ et l'enroulement de sortie sont noyés dans le stator et l'angle électrique est de 90° l'un de l'autre dans l'espace. Le rotor à coupelle est fait d'un matériau non magnétique. Lorsque le rotor ne tourne pas, le champ magnétique généré par le courant du rotor en forme de coupelle après excitation est perpendiculaire à l'axe de l'enroulement de sortie, et l'enroulement de sortie n'induit pas de force électromotrice ; lorsque le rotor tourne, le champ magnétique généré par le rotor en forme de coupelle coïncide avec l'axe de l'enroulement de sortie et se trouve dans l'enroulement de sortie. L'amplitude de la force électromotrice induite est proportionnelle à la vitesse du rotor en forme de coupelle, et la fréquence est la même que la fréquence de la tension d'excitation et n'a rien à voir avec la vitesse. La phase de tension de sortie est également inversée lorsqu'elle est inversée. Le rotor en forme de coupelle est la clé de la transmission du signal, et sa qualité a un effet important sur les performances. Parce que ses performances techniques sont supérieures à d'autres types de génératrices tachymétriques à moteur à courant alternatif, la structure n'est pas très compliquée et en même temps, elle présente un faible bruit, aucune interférence et une petite taille. C'est la génératrice tachymétrique à moteur à courant alternatif la plus largement utilisée. Générateur de tachymètre à moteur asynchrone à rotor à cage : similaire au servomoteur à courant alternatif, en raison de la faible linéarité de la sortie, il n'est utilisé que pour les occasions à faibles exigences. Générateur tachymétrique à moteur synchrone : un alternateur à aimants permanents comme rotor. Étant donné que la tension de sortie et la fréquence changent avec la vitesse en même temps et que le sens de rotation ne peut pas être jugé, il est peu pratique à utiliser. Il est rarement utilisé dans le système de contrôle automatique. Il est principalement utilisé pour la mesure directe de la vitesse.