《直流测速发电机》PPT课件

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1、第2章直流测速发电机直流测速发电机的应用在自动控制系统中用于测量或自动调节电动机转速在随动系统中用来产生电压信号以提高系统的稳定性和精度在计算解答装置中作为微分和积分元件在各种机械中代替测速计直接测量转速自动控制系统对直流测速发电机的要求输出电压与转速的关系曲线(称为输出特性)应为线性；输出特性的斜率要大；(3)温度变化对输出特性的影响要小；(4)输出电压的纹波要小，即要求在一定的转速下输出电压要稳定，波动要小；(5)正、反转两个方向的输出特性要一致。1、3、4、5—精度要求2—灵敏度要求直流测速发电机输出特性2.1直流发电机工作原理和结构2.1.1工作原理直流发电机的工作是基于

2、电磁感应定律，即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说匝链线圈的磁通发生变化，在线圈中发生感应电势。直流发电机原理图电枢铁心电刷及换向器气隙导体磁极2.1直流发电机工作原理和结构2.1.1工作原理电枢以转速n逆时针方向旋转，则N和S极下导体电势极性始终不变，由于换向器的作用，电刷A(B)始终与处在N(S)极下的导体相连接。因而电刷两端得到的电势极性不变，电刷电势为两导体产生的电势和。2.1.2直流电势的形成电刷电势极性不变大小是否随时间变化？导体切割磁通产生的电势ei=Bxlv法拉第电磁感应定律定值气隙磁通密度脉动电势为减小脉动电势的脉动程度，实际电机中用很多元件(形

3、成电势和的两个导体相互连接构成的线圈)组成电枢绕组。这些元件均匀分布在电枢表面，并按一定的规律连接。元件1元件4元件3元件2元件1端部连线①一个有效边放在槽的上层，另一个放在下层，上层槽号表示元件号②元件头和元件尾分别和换向器相连，换向器相互绝缘出线端③在电枢旋转过程中两电刷依次和换向器相连①③②旋转①为使电刷间获得最大电势输出，电刷应位于磁极轴线上，且将位于几何中性线上的元件短路②电刷通过换向片将上(下)层边在N(S)极下的所有元件串联成支路，两支路并联①②旋转1—元件1电势2—元件2电势3—两元件电势合成结论：电枢表面槽数越多，元件数越多，输出电势平均值越大，脉动相对越小！直

4、流测速发电机基本结构图转子铁心表面布满导体电刷处在两极之间将几何中性线位置导体短路2.1.3直流电机基本结构直流电机静止部分(定子)旋转部分(转子)定子铁心励磁绕组机壳端盖电刷装置电枢铁心电枢绕组换向器轴电机主要零部件的基本结构和作用1.定子铁心和励磁绕组①定子铁心用厚为0.35～0.5mm的电工钢片的冲片叠压而成。②铁心外处的机壳由铝合金浇铸而成。③励磁绕组由铜线绕制而成，包上绝缘材料以后套在磁极上形成磁极，控制用的直流电机一般做成一对极。①②③④极掌(或称极靴)较极身宽，使主磁通在空气隙中的分布更为合理，也可使励磁绕组牢固地套在磁极铁心上。④电枢铁心用厚为0.35～0.5mm

5、的电工钢片的冲片叠压而成。2.电枢铁心和电枢绕组绝缘铜导线制成元件后嵌在槽内，并将元件的两个端头按照一定的规律接到换向器上。塑料换向器剖面图3.换向器换向器由许多换向片(铜片)叠装而成。换向片之间用塑料或云母绝缘，各换向片和元件相连。2.2直流电势的关系式直流发电机电刷间的电势等于正负电刷所连接的导体的电势之和s—一对电刷间串联导体数En与导体所在点的磁通密度有关直流电机磁路气隙不均匀，导致磁通密度分布也不均匀气隙中磁通密度分布极中心下面磁通密度最大几何中性线下面磁通密度最小由于电枢表面不同位置上的导体的感应电势ei不同，不妨取一个磁极下气隙磁通密度的平均值为Bp，一个磁极下所有

6、导体的平均电势为epN—电枢绕组总导体数2a—电刷间的并联支路数电势系数一定要牢记！电刷两端电势与电机的转速成正比，因此，直流发电机能够把转速信号转换成电势信号，实现测速功能！2.3.2自动控制系统对直流测速发电机的要求输出电压与转速的关系曲线(称为输出特性)应为线性；输出特性的斜率要大；(3)温度变化对输出特性的影响要小；(4)输出电压的纹波要小，即要求在一定的转速下输出电压要稳定，波动要小；(5)正、反转两个方向的输出特性要一致。1、3、4、5—精度要求2—灵敏度要求2.3直流测速发电机及其输出特性2.3.3输出特性（电刷两端接上负载电阻RL后电压关系）不同负载电阻时

7、的理想输出特性2.4直流测速发电机的误差及其减小的方法误差温度电枢反应延迟换向去磁纹波电刷接触压降2.4直流测速发电机的误差及其减小的方法2.4.1温度影响环境因素及电机本身发热导致温度↑→励磁绕组电阻↑→励磁电流↓→磁通↓→输出电压↓励磁磁通Φ为常数？在励磁回路中串联负温度系数的热敏电阻并联网络对于温度变化所引起的误差要求比较严格？①作出励磁绕组电阻随温度变化的曲线②作出并联网络电阻随温度变化的曲线③选择并联网络电阻使得这两条曲线的斜率相等选择并联网络参数的方法直流电机磁场2.