控制电机-测速发电机ppt课件.ppt

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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ABCD减小输出电压脉动：多个绕组和换向器配合C4导体串（4个换向片）输出电压数量关系每根导体的感应电动势总电动势为电压平

2、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主磁场被消弱了！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）改善措施：A增大负载电阻RLB限制最高转速C增加补偿绕组，抵消电枢反应磁场改善措施：A银石墨电刷B换向器镀银、金、铂C外围

3、电子补偿出现不灵敏区4）纹波的影响（输出电压有脉动）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，φ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，精度较差，简单励磁绕组和输出绕组互差90度电角

4、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

5、出绕组交链——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

6、转速（400Hz中频励磁电源）实际输出电压表达式：输出特性2）负载阻抗的影响Uf恒定——Φd恒定——E2正比于转速nE2滞后Uf的相位角为φ0电阻性负载3）剩余电压的影响当测速发电机的励磁绕组已经供电，转子处于静止状态时，输出绕组所产生的电压称为剩余电压A）固定分量绕组不正交气隙不均匀B）交变分量0度45度90度不均匀的转子杯==均匀的转子杯+短路环减小剩余电压的措施：消除交变分量采用4极结构；消除固有分量将励磁和输出绕组分别放在外定子和内定子铁心上，便于调整；加补偿绕组，和励磁绕组串联，磁通和输出绕组交链；补偿电路。高精密中频电源4

7、）励磁电源的影响串负温度系数的电阻5）温度的影响在半导体薄片的相对2侧通入控制电流，在薄片的垂直方向加以磁场，则在薄片的另外2侧将产生电动势。右手定则：磁通垂直穿过掌心，大拇指方向指向电流，四指方向为电动势方向3.3霍尔测速发电机*原理：霍尔效应优点：没有剩余电压；没有相位误差。没有电刷、换向器，没有不灵敏区。结构简单，体积小，精度高。3.3.1霍尔效应KH：霍尔元件灵敏度RH：霍尔系数d：薄片厚度3.3.1霍尔效应3.3.2基本结构转子为永磁体定子空间互差90度电角度的绕组NA和NB绕组的轴线处分别放置霍尔元件B和A将2个霍尔元件的

8、输出串联作为输出。霍尔元件A和B处的磁场感应强度为：绕组的控制电流为：绕组的感应电动势为：霍尔元件A和B的霍尔电动势为：调节电阻使系数相等，则3.4测速发电机的选用自己看书，掌握常用技术指标。转速反馈闭环调速系统