Stroboskopický kotouč
Stroboskopický kotouč je velmi jednoduchá a přitom překvapivě přesná metoda, jak změřit či za provozu průběžně sledovat synchronní otáčky strojů.
Pomocí funkce „uložit obrázek“ skryté pod pravým tlačítkem myši si stáhněte na váš počítač jeden ze dvou obrázků kotoučů 120-500 nebo 500-6000 (podle toho jaký otáčkový rozsah budete potřebovat). Vybraný obrázek si vytiskněte na vaší tiskárně v dostatečné velikosti (nejlépe přes celý formát A4). Pak jej podlepte silným kartonem, obstříhněte dokola a upevněte jej na hřídel. Kotouč roztočte a osvětlete světelným zdrojem napájeným střídavým proudem z elektrorozvodné sítě o kmitočtu 50 Hz. Optimální je pracovat v přítmí či zešeřelé místnosti, která je už sama o sobě osvětlena buď trubickovými zářivkami nebo svítidly s rtuťovou či sodíkovou výbojkou (pouliční lampou). Pokud se takové osvětlení ve vaší strojovně nevyskytuje, přibližte ke kotouči neonovou doutnavku (dětská noční lampička tvaru zvířátka zasunovaná přímo do zásuvky) nebo alepoň obyčejnou montážní lampu, do které zašroubujete co nejslabší žárovku - např. o výkonu 25W. Tenké vlákno žárovky, zářivka či výbojka totiž nesvítí souvisle, ale bliká v rytmu střídavého proudu. Bude-li se kotouč s černými ploškami otáčet určitými otáčkami v tomto přerušovaném světle, bude vznikat stroboskopický jev, kdy se některá mezikruží na kotouči budou otáčet zdánlivě mnohem pomaleji, často protisměrně nebo budou dokonce vypadat, že zcela nehybně stojí.
Hodnota napsaná u mezikruží, které se jeví, že zcela stojí odpovídá přesně otáčkám hřídele. Pokud se obrazec otáčí proti směru rotace hřídele, jsou otáčky hřídele nižší než hodnota na kotouči. Naopak, otáčí-li se obrazec ve směru rotace hřídele, jsou skutečné otáčky hřídele o něco vyšší než hodota napsaná u dotyčného mezikruží. Otáčejí-li se obrazce na dvou sousedních mezikružích každý v opačném smyslu, jsou skutečné otáčky někde mezi oběma hodnotami u jednotlivých mezikruží.
Pozor, aby vás však nezmátly nižší otáčky (o rovné podíly), které také způsobí stroboskopický efekt. Proto u strojů, jejichž otáčky lze plynule měnit (tj. např. u turbín v nezatíženém chodu) rozjeďte stroj nejprve na vysoké otáčky, osviťte kotouč a teprve potom pomalu otáčky snižujte a sledujte úkazy na kotouči. Při tomto postupu se budou postupně „zastavovat“ mezikruží od středu kotouče k jeho okraji. Tak je pravděpodobné, že nepropásnete správný okamžik.
Na osvětlení kotouče nepoužívejte úsporné zářivky s elektronikou vestavěnou v patici, ani montážní lampy se zářivkami, které obsahují v rukojeti měnič. Většina těchto světelných zdrojů sice produkuje rychle blikající světlo, ale o vlastním pracovním kmitočtu vestavěného měniče. Měření otáček s takovými světelnými zdroji by dávalo naprosto chybné výsledky! Pokud se někdo z kutilů rozhodne osvětlovat stroboskopický kotouč pomocí soustavy vysocesvítivých LED-diod (např. ze střídavého napětí odebíraného přes transformátor ze sítě) je potřeba, aby pamatoval, že svícící diody musí být v tomto případě napájeny výhradně prostřednictvím dvoucestého usměrňovače (tj. např. můstkového) a to bez použití filtračních kondenzátorů pouze přes ochraný odpor. Tak, aby jejich světlo obsahovalo 100 záblesků za sekundu, tedy dva na každou periodu - stejně jako je obsahuje světlo neonové doutnavky či klasické zářivky.
Je s podivem, jak málo se v praxi stroboskopických efektů u vodních elektráren využívá. Přitom synchronní a asynchronní otáčky elektrických strojů na malých vodních elektrárnách i jejich spolupráce s frekvenčně stabilní elektrorozvodnou sítí se k tomu přímo nabízí. Připevnit kotouč na hřídel nebo nakreslit bílé a černé značky na čelo řemenice, na hřídel, spojku nebo jinou rotující část je velmi snadné. Nakreslíte-li čtyři černé a čtyři bílé výseče na řemenici synchronního generátoru, který má jmenovité otáčky 1500 ot./min. budete při náběhu a fázování zcela zřetelně vidět o kolik ještě zbývá otáčky zvýšit či snížit, než k přesné synchronizaci dojde. (U jiných otáček si z výše nakreslených kotoučů počet bílých a černých polí snadno spočítáte.) Je to výborná pomůcka i při fázování pomocí žárovek. U elektrárny s asynchronním generátorem vám pomalu se otáčející obrazec na řemenici ukazuje skluz generátoru i to o kolik jsou jeho otáčky vyšší než kmitočet sítě. Rázem také na první pohled podle smyslu otáčení obrazce odhalíte, že stroj „netáhne“ nebo je dokonce v motorickém chodu. Když umístíte kotouč s patřičným počtem dílků na osu turbíny, která je navázána na generátor prostřednictvím řemenového převodu, ledasco se o této vazbě dozvíte. Neklidný obrazec na kotouči u turbíny svědčí o jejich nestálých otáčkách, o nestejnoměrném záběru řemenu nebo jeho nenápadném prokluzování. Pomocí stroboskopického kotouče můžete samozřejmě překontrolovat nebo v několika bodech zkalibrovat stupnici analogového otáčkoměru či překontrolovat spolehlivost tachodynama.