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1、控制电机 课件2 测速发电机 测速发电机 3.0.概述 测速发电机是一种把输入的转速信号转换成输出电压信号的机电 式信号元件。 要求：A 输入输出严格的正比线性关系； B 输出电压的脉动性要小； C 温度系数小； D 一定转速下，输出电压尽可能大； E 正反转时输出电压对称一致 F 灵敏度高 G 安全可靠 3.1 直流测速发电机 3.1.1基本结构 分类： 结构简单、体积小，温度系数差 结构复杂、体积略大 磁路 电路 改变电枢电压方向，电压引出 磁场 电动势 3.1.2 工作原理 AB C D 减小输出电压脉动：多个绕组和换向器配合 C 4 导体串（4个换向片） 输出电压 数量关系 每根导体的
2、感应电动势 总电动势为 电压平衡方程 3.1.3 误差分析 输出特性 1）电枢反应：电枢电流产生的电枢磁场对主磁场的影响作用 去磁作用正比于转速 2）换向延迟：换向电动势对换流的阻碍 去磁大小正比于转速的平方 p 主磁场被消弱了！ p 由于磁路的饱和， 磁通增加的少而减少的 多，总体效果是磁场被 消弱了！ 电枢反应的影响 3）电刷接触电阻的影响：Ra不是常数 影响电刷的接触电阻Rb的因数： A 电刷的压力 B 电刷的材料（银石墨，铜石墨） C 速度（低速时Ea小） D 负载电阻（电流大小） u改善措施： A 增大负载电阻RL B 限制最高转速 C 增加补偿绕组，抵消电枢反应磁场 u改善措施：
3、A 银石墨电刷 B 换向器镀银、金、铂 C 外围电子补偿 出现不灵敏区 4）纹波的影响（输出电压有脉动） u改善措施： A 增大导体数，困难 B 无槽电枢结构，困难 C 外部电压滤波 4）温度的影响 u改善措施： A 励磁绕组串联温度系数小的电阻（康铜、锰铜） B 使励磁处于深度饱和，励磁电流变化大，变化小 C 用好的永磁体 3.2 交流测速发电机 同步：输出电压的幅值和频率随转速的变化而变化 异步：输出电压的幅值随转速的变化而变化，频率和励磁电压频率相同 3.2.1基本结构 恒压、恒频的单相交流电压 频率恒定，输出电压随转速变化 转子惯量小，精度高 高电阻率材料-硅锰青铜 转子惯量大，精度较
4、差，简单 励磁绕组和输出绕组互差90度电角度 3.2.1基本结构 励磁绕组通入恒压恒频的单相交流电压 励磁绕组产生相同频率的励磁电流 产生脉振磁动势和励磁磁通 励磁绕组的自感电动势为： 可见励磁电压恒定则磁通恒定！ 3.2.2 工作原理 1）转子静止不动，空心杯转子等效为很多短路环并联，产生变压器电动 势杯体产生电流产生空心杯直轴磁通。 空心杯转子磁通和励磁绕组轴线一致（d轴，方向相反），磁通和输出 绕组垂直没有交链，输出绕组没有感应电动势！输出电压为0！ 2）转子旋转，空心杯转子可等效为很多导体棒，杯体旋转将产生运动（ 切割）电动势杯体产生电流产生空心杯交轴（q轴）磁通交 轴磁通和输出绕组交
5、链输出绕组产生感应电动势输出电压。 空心杯转子在旋转时，同时存在变压器电动势和运动电动势，由于变压 器电动势不会在输出绕组中产生交链磁通，所以分析时可以忽略，仅考 虑运动电动势即可！ 空心杯转子产生的运动电动势和电流为 ： 输出绕组的感应电动势为： 高电阻率空心杯转子的电阻远大于其电感，故其感抗可忽略，此时电流和运 动电动势同相位。 结论 3.2.3 误差分析 1）直轴磁通的变化。 A）励磁绕组的漏阻抗影响 转子漏抗会影响直轴磁通的恒定 B）杯型转子漏阻抗影响 u 改善措施 A 减小励磁绕组的漏抗（体积大成 本高） B 增大转子电阻（高阻青铜材料） C 减小转子的相对转速 实际输出电压表达式： 输出特性
