微特电机及系统 chap03_测速发电机

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1、测速发电机3.测速发电机测速发电机是一种测量转速的信号元件，它将输入的机械转速变换成为电压信号输出。要求：输出电压与转速成正比，U2=Kn,并保持稳定；剩余电压(转速为零时的输出电压）要小；输出电压的极性或相位能反映被测对象的转向；温度变化对输出特性的影响小；灵敏度高，即输出电压对转速的变化反应灵敏，输出特性斜率要大；转动惯量和摩擦转矩小，以保证反应迅速。3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材主要类型测速发电机直流交流异步同步电磁式永磁式3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材1.直流测速发电机工作原理与普通直流发电机相同。电枢电势为

2、：空载时，Ia=0,Ua=EanU0负载时，3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材可见，理想情况下C为常数，所以，直流测速发电机负载时的输出特性仍然是一条直线。负载电阻越大，直线斜率就越大。实际情况是，输出特性会偏离直线，如图中虚线所示。nUa0>3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材产生误差的原因和改进方法电枢反应对策：选用较大气隙和较小线负荷；转速不超过最大线性工作速度，负载电阻不小于最小负载电阻；补偿绕组；3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材电刷接触电压降对策：选用导电性能较好的电刷3.测速发电机普通高等教育“十

3、一五”国家级规划教材电刷位置的影响温度的影响对策：将磁路设计的较饱和；在励磁回路中串电阻；在励磁回路中串联具有负温度系数的热敏电阻；励磁回路由恒流源供电纹波的影响直流测速发电机在和n固定时，输出电压也不是稳定的直流电压，而总带有微弱的波动，成为纹波对策：增加支路元件数，电枢采用斜槽结构，无槽3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材线性误差U%最大线性工作转速nm输出斜率Kg最小负载电阻RL不灵敏区n输出电压的不对称度直流测速发电机的性能指标3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.交流测速发电机1）同步测速发电机因感应电势频率随

4、转速而变，致使电机本身的阻抗及负载阻抗均随转速而变化，因此，输出电压不再与转速成正比关系，应用较少。2）异步测速发电机结构与杯形转子交流伺服电动机类似，由内、外定子，非磁性材料制成的杯形转子等部分组成。定子上放置两个在空间相互垂直的单相绕组，一个为励磁绕组，另一个为输出绕组。3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材转子静止时转子旋转时3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材转子杯导条切割磁通d而产生旋转电动势Er，其交变频率为f，大小为当磁通d的幅值恒定时，则电动势Er与转子的转速成正比。输出特性3.测速发电机普通高等教育“十一五”

5、国家级规划教材负载阻抗对输出特性的影响异步测速发电机的输出特性3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材纯电阻负载时输出电压的变化空载时I2=0，负载时：OC=U2=I2RLOC的方向也是I2的方向。因为三角形OBA为直角三角形，且E2为常数，所以，B点的轨迹为以OA为直径的圆弧。又因为、为常数，所以C点轨迹应为圆弧OCA。3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材纯电感负载时输出电压的变化3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材纯电容负载时输出电压的变化3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材CRL00负载阻抗对输

6、出特性的影响3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材(A)幅值(B)相位可见：转速一定，当负载阻抗足够大时，不论什么性质的负载，负载阻抗的变化不会引起输出电压明显变化；当容抗大于一定值时，容性负载与电阻负载的变化对输出电压的影响可以互补，但却扩大了对相位移的影响；电阻—电感负载，可获得相位移不受负载阻抗改变的影响，但却扩大了对输出电压幅值的影响。3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材负载性质输出斜率线性误差Ｕ相位误差相位移电阻负载RLRL，斜率比空载时小比空载时小RL，向滞后方向移动电感负载XLXL，斜率比空载时大

7、比R、C误差小XL，向超前方向移动电容负载XcXC，斜率开始增大然后下降比R、L误差小比空载时大XC，向滞后方向移动各种性质的负载对异步测速发电机性能的影响3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材产生误差的原因及减小的措施：气隙磁通d的变化；励磁电源的影响；温度的影响。3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材气隙磁通d的变化改进措施：减小励磁绕组漏阻抗；增大转子电阻；提高励磁电源频率3.测速发电机普通高等教育“十一五”国家级规划教材励磁电源的影响电源电压幅值不稳定，会直接引起输出电压的波动。频率的变化对输出电压的大小和相角

8、也有明显的影响。随着频率的增加，在电感性负载时，输出电压稍有增长；