第七章 直线电动机 71 直线直流电动机 711 工作原理.ppt

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1、第五章测速发电机任课教师：李正强2014－2015学年第二学期2一、教学要求：本章教学:掌握测速发电机结构、分类和作用等概念;理解测速发电机的工作原理;掌握相关基本概念;理解测速发电机的静态特性;了解测速发电机的动态特性;掌握测速发电机的应用场所。二、教学时间安排：2学时3第一节直流测速发电机第一节异步测速发电机第二节由位移传感器的脉冲信号求转速本章重点：直流测速发电机和交流测速发电机工作原理本章难点：交流测速发电机工作原理本章教学:三、主要内容：四、教学过程：4第一节直流测速发电机测速元件主要指测速发电机测速发电机直流测速发电机交流测速发电机输出直流电信号输出交流电信

2、号TG直流测速发电机TG﹋电磁式直流测速发电机TG永磁式直流测速发电机TG～交流测速发电机5变换/处理(控制器)执行机构被控对象检测装置(传感器)-＋输出输入装置比较第一节直流测速发电机6第一节直流测速发电机1基本结构NS+-n直流电机定子转子空气隙定子铁心励磁绕组机壳端盖电刷电枢绕组电枢铁心换向器转轴7第一节直流测速发电机1基本结构直流电机的定子8第一节直流测速发电机1基本结构直流电机的转子9第一节直流测速发电机励磁方式：电磁式和永磁式直流永磁电机1基本结构永磁式优点：结构简单，不需励磁电源，温度变化对励磁磁通的影响小。永磁式缺点：材料价格较贵。10永磁直流测速发电机

3、第一节直流测速发电机1基本结构11第一节直流测速发电机1基本结构122577稀土直流伺服测速机组用途：在随动系统中提供驱动力矩和速度反馈信号，本产品已用于某机光学瞄准具随动系统中。第一节直流测速发电机1基本结构13第一节直流测速发电机1基本结构自动控制系统对测速发电机的要求：1.输出电压与转速的关系曲线（即输出特性）应为线性。2.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。14第一节直流测速发电机2工作原理导体ab,cd切割磁力线产生感应电势，N极下电势

4、方向由b指向a，s极下导体cd中电势由c指向d,因此电刷A为正，B为负NS+-nabcdAB15第一节直流测速发电机2工作原理NS+-nabcdAB当线圈转动180o,导体cd处于N极下，电势由d到c，S极下导体电势由a到b，仍然A刷为正，B刷为负。电枢连续旋转，导体ab.cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线,ab.cd中产生交变电势，但是换向器的作用，使电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，从而使电刷两端得到的电势极性不变，这就是直流发电机的最基本工作原理。16第一节直流测速发电机2工作原理换向器的作用是保证转动方向不变时，电刷输出的直流电压极型不变。17根

5、据已学过的直流发电机的工作原理知，电刷两端的感应电势：由上可知：1.电刷两端的感应电势与电机的转速成正比。2.直流发电机能够把转速信号换成电势信号，从而用来测速。第一节直流测速发电机2工作原理18第一节直流测速发电机3稳态特性（1）感应电势计算公式极距极对数第6章测速发电机19第一节直流测速发电机3稳态特性（1）感应电势计算公式支路对数总导体数20（1）感应电势计算公式电势常数电势系数第一节直流测速发电机3稳态特性21第一节直流测速发电机3稳态特性UaEaIaRLUj当直流测速发电机的输出端与测量电路构成回路后，直流测速发电机就相当于一个电源，感应电势为电源电势，电枢绕

6、组的电阻值Ra相当于电源的内阻，电刷之间的输出电压Ua的计算公式为：（2）电压平衡方程式22第一节直流测速发电机3稳态特性（3）稳态输出特性23第一节直流测速发电机3稳态特性（3）稳态输出特性如果Φ、Ra和RL都为常数，则Ua与n之间保持线性关系；负载电阻减小，输出特性的斜率变小。24第一节直流测速发电机4输出特性的误差分析线性误差：负载运行时，测速发电机的输出特性偏离理想情况下线性特性所引起的误差。根本原因：负载运行时，测速发电机励磁磁通Φ，电枢回路电阻Ra和负载电阻RL等不能保持恒定不变。具体原因：电枢反应去磁、温度的影响、电刷与换向片的接触电阻、延迟换向去磁和纹波

7、影响。25第一节直流测速发电机4输出特性的误差分析（1）电枢反应主磁场电枢磁场合成磁场第6章测速发电机26第一节直流测速发电机4输出特性的误差分析（1）电枢反应合成磁场27第一节直流测速发电机4输出特性的误差分析（1）电枢反应合成磁场28第一节直流测速发电机4输出特性的误差分析（1）电枢反应电枢磁场的影响，使主磁场发生倾斜，因而使支路中有个别元件被电刷短路，造成电刷两端输出电势下降；合成磁场磁路饱和时，由于电枢磁场的加入，使工作磁通比空载时的主磁通小，即使得励磁磁通Φ略有减少。29第一节直流测速发电机4输出特性的误差分析（1）电枢反应合成