控制器件 杨益强 6-7章 06测速发电机

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1、第6章测速发电机§6.1交流测速发电机6.1.1交流测速发电机的结构和工作原理6.1.2交流测速发电机的主要性能指标6.1.3交流测速发电机的应用§6.2直流测速发电机6.2.1直流测速发电机的工作原理和结构6.2.2直流测速发电机的特性6.2.3直流测速发电机误差分析6.2.4直流测速发电机的性能指标6.1.1交流测速发电机的结构和工作原理1、结构交流测速发电机主要由固定不动的定子和中间的转子两部分组成。定子和转子都固定在软铁材料（硅钢）制成的铁心上，以便在发电机内部形成工作磁路。第6章测速发电机6.1.1交流测速发电机的结构和工作原理两相定子绕组空间互差90电角度，其中

2、一个绕组为励磁绕组，另一个绕组为输出绕组。第6章测速发电机1、结构6.1.1交流测速发电机的结构和工作原理交流测速发电机有两种转子：鼠笼转子和非磁性杯形转子。鼠笼转子的导流条嵌装在铁心的槽中，两端的两个短路环把所有导流条连接在一起，构成转子绕组。第6章测速发电机1、结构6.1.1交流测速发电机的结构和工作原理非磁性杯形转子交流测速发电机，测量精度高，转子的转动惯量小，应用广泛。杯形转子可以看成有无数紧密排列的导流条的鼠笼，杯的两端就是短路环。第6章测速发电机1、结构2、工作原理转子不动时励磁绕组和转子绕组就相当于空载变压器的原边绕组和副边绕组，其交变磁场的轴线方向都与输出绕组

3、垂直，输出绕组没有感应电势产生。第6章测速发电机6.1.1交流测速发电机的结构和工作原理2、工作原理转子转动时转子绕组切割励磁绕组产生的交变磁场的磁力线，其感应电流产生的交变磁场沿输出绕组的轴线方向，输出绕组产生交变感应电势输出。第6章测速发电机6.1.1交流测速发电机的结构和工作原理2、工作原理定子输出绕组感应电势的频率等于转子磁场频率，也就等于励磁电源频率。转子磁场和输出绕组感应电势的幅值（有效值）正比于转子的转速。第6章测速发电机6.1.1交流测速发电机的结构和工作原理6.1.2交流测速发电机的主要性能指标1、输出斜率和最大线性误差工作转速输出斜率：转速为1000rpm

4、时的输出电压的有效值。一般为1.5V~5V/krpm.输出斜率也可以用一定转速变化量对应的输出电压变化量来表示。最大线性工作转速：是指满足后述线性误差要求的最大转速。第6章测速发电机2、线性误差线性误差：最大输出误差相对最大输出的百分比。Umnmδx一般为百分之几到千分之几，最高小于0.05%.第6章测速发电机6.1.2交流测速发电机的主要性能指标线性误差产生原因：励磁绕组和转子都存在电阻及漏抗，使得励磁绕组中的电流随转子杯导体电流的变化而变化，转速越高，工作磁场的变化越大，线性误差也越大。解决方案规定最大线性工作转速nm；尽可能减小励磁绕组的漏阻抗；采用由高电阻率材料制成的

5、非磁杯形转子。第6章测速发电机2、线性误差6.1.2交流测速发电机的主要性能指标相位移产生原因：励磁绕组和转子都存在阻抗，使输出电压的相位与励磁绕组的相位不等。减小相位移的解决方案与减小线性误差相同；补偿固定相位移——在励磁绕组回路中串联移相电容。第6章测速发电机3、相位误差6.1.2交流测速发电机的主要性能指标φΔφn相位误差：采用串联移相方法进行补偿后，还存的与转速有关的剩余相位移。一般△不超过1º.第6章测速发电机3、相位误差6.1.2交流测速发电机的主要性能指标剩余电压Us（零速电压）在励磁绕组通电，而转子处于不动情况下（即零速时），输出绕组所产生的电压。主要原因是

6、两相绕组不正交、磁路不对称、绕组匝间短路、绕组端部电磁耦合、铁心片间短路等。第6章测速发电机4、剩余电压6.1.2交流测速发电机的主要性能指标外部网络补偿对励磁电压进行分压和移相后，得到与剩余电压幅值相等、相位相反的电压，与输出绕组串联。第6章测速发电机4、剩余电压6.1.2交流测速发电机的主要性能指标第6章测速发电机1、作为控制系统的阻尼元件6.1.2交流测速发电机的应用转角指令放大电路执行机构被控对象角度传感器测速发电机转速转角速度反馈位置反馈第6章测速发电机2、对转动机构进行恒速控制6.1.2交流测速发电机的应用转速指令放大电路执行机构被控对象测速发电机转速速度反馈第6

7、章测速发电机3、交流伺服测速机组6.1.2交流测速发电机的应用交流伺服测速机组——把伺服电动机与测速发电机做成一体，使用公共的转轴和机壳。第6章测速发电机3、交流伺服测速机组6.1.2交流测速发电机的应用具有运转稳定、噪声小、结构紧凑等优点，并能使整个系统的体积缩小。与直流测速发电机的比较优点不需要电刷和换向器，简单、可靠、易维护无滑动接触，输出特性稳定，精度高摩擦力矩小，惯量小不产生干扰无线电的火花正、反转输出电压对称第6章测速发电机4、交流测速发电机的优缺点6.1.2交流测速发电机的应用与直流测速发