Un generatore tachimetrico è uno strumento che misura la velocità di rotazione di un albero utilizzando un segnale elettrico generato internamente. Questo segnale o tensione di riferimento viene generato fornendo al tachimetro un collegamento diretto all’albero che fa ruotare il meccanismo interno del generatore alla stessa velocità dell’albero. La tensione generata viene quindi letta dal circuito del tachimetro e visualizzata su una lettura o inviata a un dispositivo esterno come un controller di velocità. Gli strumenti sono calibrati con precisione e l’esatta tensione di uscita del generatore a qualsiasi velocità è un fattore noto che consente letture accurate della velocità di rotazione. In termini di funzionamento e costruzione, i generatori tachimetrici si dividono in tre categorie fondamentali: corrente continua (DC), corrente alternata (AC) e tipi a magnete permanente.
Letture accurate della velocità di rotazione sono fondamentali per il corretto funzionamento di molte macchine, in particolare quando sono coinvolti carichi variabili e ingressi di potenza. I dispositivi di installazione come i regolatori di velocità del motore utilizzano spesso la tensione di uscita di un generatore tachimetrico come riferimento per controllare la velocità dei motori che azionano. Questi piccoli generatori sono azionati dal motore o dagli alberi di uscita delle macchine tramite un collegamento diretto con un rapporto di rotazione 1:1 o tramite un azionamento ausiliario accuratamente calibrato. Quando la macchina gira, aziona il generatore che produce una tensione che varia in ampiezza e frequenza in base alla velocità di rotazione. Questa tensione viene quindi inviata a un dispositivo di lettura o a un controller di velocità del motore.
La costruzione di base di tutti i tipi di generatori tachimetrici segue da vicino quella dei motori elettrici convenzionali con un rotore che ruota all’interno di uno statore stazionario. I tachimetri CC sono dotati di una serie di magneti permanenti attorno alla superficie interna dello statore e di un rotore con diversi set di avvolgimenti collegati a un commutatore. Quando il rotore viene ruotato all’interno del campo magnetico dello statore, nei suoi avvolgimenti viene generata una corrente elettrica. Questa corrente viene trasferita dal contagiri tramite una serie di spazzole di carbone che scorrono sul commutatore.
I tipi CA hanno due serie di bobine di filo nello statore, una delle quali è alimentata con una tensione CA. Ciò induce una tensione secondaria nell’altra bobina simile alla bobina secondaria in un trasformatore. Il rotore del generatore tachimetrico CA offre un percorso di cortocircuito per la tensione CA simile al rotore nei motori a gabbia di scoiattolo. Quando il rotore viene ruotato all’interno dei due avvolgimenti dello statore, influisce sul rapporto tra gli avvolgimenti primario e secondario che, a sua volta, influisce sulla tensione secondaria. Ciò significa che la tensione secondaria dipende dalla velocità di rotazione del rotore, fornendo così una tensione di riferimento nota per misurare la velocità di rotazione della macchina.
Il generatore tachimetrico a magneti permanenti è simile nel funzionamento ai tipi CC, ad eccezione di una disposizione invertita di un magnete impostato sul rotore e delle bobine nello statore. Quando il rotore ruota all’interno dello statore, la corrente di riferimento elettrica viene indotta negli avvolgimenti dello statore. In tutti e tre i casi, la tensione prodotta dal generatore tachimetrico è direttamente proporzionale alla velocità con cui gira. Ciò consente a circuiti indipendenti di visualizzare la velocità di rotazione su una lettura grafica o di utilizzare le informazioni come riferimento per controllare la velocità della macchina.