chap03_測速發(fā)電機

1、 測速發(fā)電機測速發(fā)電機3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機 測速發(fā)電機是一種測量轉速的信號元件，它將輸入的機械轉速變換成為電壓信號輸出。要求：要求：輸出電壓與轉速成正比，U2=Kn, 并保持穩(wěn)定；剩余電壓(轉速為零時的輸出電壓）要??；輸出電壓的極性或相位能反映被測對象的轉向；溫度變化對輸出特性的影響?。混`敏度高，即輸出電壓對轉速的變化反應靈敏，輸出特性斜率要大；轉動慣量和摩擦轉矩小，以保證反應迅速。3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機主要類型主要類型測速發(fā)電機直流交流異步同步電磁式永磁式3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機1. 直流測速發(fā)電機直流測速發(fā)電機 工作原理與普通直流發(fā)電機相同。電樞電勢為：aeeECnK n 空載時，I

2、a=0, Ua=EanU0負載時，aaaaRIEULaaRUI 3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機可見，理想情況下C為常數(shù)，所以，直流測速發(fā)電機負載時的輸出特性仍然是一條直線。負載電阻越大，直線斜率就越大。實際情況是，輸出特性會偏離直線，如圖中虛線所示。nUa01LR2LR2LR1LRLRaLaaaRRUEUCnnRRKRREULaeLaaa113.測速發(fā)電機測速發(fā)電機 產生誤差的原因和改進方法q電樞反應電樞反應對策： 選用較大氣隙和較小線負荷； 轉速不超過最大線性工作速度，負載電阻不小于最小負載電阻； 補償繞組；3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機q電刷接觸電壓降電刷接觸電壓降beLabLaebaaaaUKCCn

3、RRUnRRKURIEU11對策：選用導電性能較好的電刷3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機q電刷位置的影響電刷位置的影響q溫度的影響溫度的影響對策：將磁路設計的較飽和；在勵磁回路中串電阻；在勵磁回路中串聯(lián)具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻；勵磁回路由恒流源供電q紋波的影響紋波的影響直流測速發(fā)電機在和n固定時，輸出電壓也不是穩(wěn)定的直流電壓，而總帶有微弱的波動，成為紋波對策：增加支路元件數(shù)，電樞采用斜槽結構，無槽3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機1. 線性誤差U%2. 最大線性工作轉速nm3. 輸出斜率Kg4. 最小負載電阻RL5. 不靈敏區(qū)n6. 輸出電壓的不對稱度%1002avaubUUK 直流測速發(fā)電機的性能指標直流測速

4、發(fā)電機的性能指標%100%ammUUU3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機2. 交流測速發(fā)電機交流測速發(fā)電機1） 同步測速發(fā)電機同步測速發(fā)電機因感應電勢頻率隨轉速而變，致使電機本身的阻抗及負載阻抗均隨轉速而變化，因此，輸出電壓不再與轉速成正比關系，應用較少。2） 異步測速發(fā)電機異步測速發(fā)電機結構與杯形轉子交流伺服電動機類似，由內、外定子，非磁性材料制成的杯形轉子等部分組成。定子上放置兩個在空間相互垂直的單相繞組，一個為勵磁繞組，另一個為輸出繞組。轉子靜止時轉子靜止時轉子旋轉時轉子旋轉時3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機轉子杯導條切割磁通d而產生旋轉電動勢Er，其交變頻率為f，大小為drnCE2當磁通d的幅值恒定時，

5、則電動勢Er與轉子的轉速成正比。rErIqn 2U2Eqn輸出特性輸出特性*22 601()fsAnnpnUUnnfB n3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機負載阻抗對輸出特性的影響負載阻抗對輸出特性的影響異步測速發(fā)電機的輸出特性)()(222222222jXRIZIjXRIUEL3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機純電阻負載時輸出電壓的變化純電阻負載時輸出電壓的變化222222222()()LLEI RIRjXIRRjI XC空載時I2=0，負載時：OC=U2=I2RLOC的方向也是I2的方向。因為三角形OBA為直角三角形，且E2為常數(shù)，所以，B點的軌跡為以OA為直徑的圓弧。又因為、為常數(shù)，所以C點軌跡應為圓弧OC

6、A。22EU3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機純電感負載時輸出電壓的變化純電感負載時輸出電壓的變化CXXI jRIjXRIXI jELL)()(2222222223.測速發(fā)電機測速發(fā)電機純電容負載時輸出電壓的變化純電容負載時輸出電壓的變化CXXI jRIjXRIXI jEcc)()(2222222223.測速發(fā)電機測速發(fā)電機2UlZ2ECRL0lZ0lZlZ0負載阻抗對輸出特性的影響負載阻抗對輸出特性的影響3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機(A) 幅值幅值(B) 相位相位可見：可見：1.轉速一定，當負載阻抗足夠大時，不論什么性轉速一定，當負載阻抗足夠大時，不論什么性質的負載，負載阻抗的變化不會引起輸出電壓質的負載

7、，負載阻抗的變化不會引起輸出電壓明顯變化；明顯變化；2.當容抗大于一定值時，容性負載與電阻負載的當容抗大于一定值時，容性負載與電阻負載的變化對輸出電壓的影響可以互補，但卻擴大了變化對輸出電壓的影響可以互補，但卻擴大了對相位移的影響；對相位移的影響；3.電阻電阻電感負載，可獲得相位移不受負載阻抗電感負載，可獲得相位移不受負載阻抗改變的影響，但卻擴大了對輸出電壓幅值的影改變的影響，但卻擴大了對輸出電壓幅值的影響。響。3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機負載性質輸出斜率線性誤差相位誤差 相位移電阻負載RLRL，斜率比空載時小比空載時小RL， 向滯后方向移動電感負載XLXL ，斜率比空載時大比R、C誤差小XL，

8、向超前方向移動電容負載XcXC ，斜率開始增大然后下降比R、L誤差小比空載時大XC， 向滯后方向移動各種性質的負載對異步測速發(fā)電機性能的影響各種性質的負載對異步測速發(fā)電機性能的影響3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機產生誤差的原因及減小的措施：產生誤差的原因及減小的措施：1.氣隙磁通氣隙磁通 d的變化的變化；2.勵磁電源的影響；勵磁電源的影響；3.溫度的影響。溫度的影響。3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機氣隙磁通氣隙磁通 d的變化的變化 改進措施：改進措施： 減小勵磁繞組漏阻抗；減小勵磁繞組漏阻抗； 增大轉子電阻；增大轉子電阻； 提高勵磁電源頻率提高勵磁電源頻率3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機勵磁電源的影響勵磁電源的影響電

9、源電壓幅值不穩(wěn)定，會直接引起輸出電壓的波動。頻率電源電壓幅值不穩(wěn)定，會直接引起輸出電壓的波動。頻率的變化對輸出電壓的大小和相角也有明顯的影響。隨著頻的變化對輸出電壓的大小和相角也有明顯的影響。隨著頻率的增加，在電感性負載時，輸出電壓稍有增長；而在電率的增加，在電感性負載時，輸出電壓稍有增長；而在電容性負載時，輸出電壓的增加比較明顯；在電阻負載時，容性負載時，輸出電壓的增加比較明顯；在電阻負載時，輸出電壓的變化是最小的。頻率的變化對相角的影響更為輸出電壓的變化是最小的。頻率的變化對相角的影響更為嚴重。因為頻率的增加使得電機中的漏阻抗增加，輸出電嚴重。因為頻率的增加使得電機中的漏阻抗增加，輸出電壓

10、的相位更加滯后。但當轉子電阻較大時，相位滯后的要壓的相位更加滯后。但當轉子電阻較大時，相位滯后的要小一些。此外，波形的失真會引起輸出電壓中含有高次諧小一些。此外，波形的失真會引起輸出電壓中含有高次諧波分量。波分量。 3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機溫度的影響溫度的影響電機溫度的變化，會使勵磁繞組和空心杯轉子的電阻以及電機溫度的變化，會使勵磁繞組和空心杯轉子的電阻以及磁性材料的磁性能發(fā)生變化，從而使輸出特性發(fā)生改變。磁性材料的磁性能發(fā)生變化，從而使輸出特性發(fā)生改變。溫度升高使輸出電壓降低，而相角增大。為此，在設計空溫度升高使輸出電壓降低，而相角增大。為此，在設計空心杯時應選用電阻溫度系數(shù)較小的材料。在實

11、際使用時，心杯時應選用電阻溫度系數(shù)較小的材料。在實際使用時，可采用溫度補償措施。最簡單的方法是在勵磁回路、輸出可采用溫度補償措施。最簡單的方法是在勵磁回路、輸出回路或同時在兩個回路串聯(lián)負溫度系數(shù)的熱敏電阻來補償回路或同時在兩個回路串聯(lián)負溫度系數(shù)的熱敏電阻來補償溫度變化的影響。溫度變化的影響。3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機異步測速發(fā)電機的技術指標：異步測速發(fā)電機的技術指標：1. 線性誤差線性誤差2. 相位誤差相位誤差%1002mmUU*23mcnn 3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機3. 剩余電壓（零速電壓）剩余電壓（零速電壓） 轉速為零時輸出繞組所產生的電壓，包括基波分量和高次諧波分轉速為零時輸出繞組所產生的

12、電壓，包括基波分量和高次諧波分量。一般幾十毫伏。量。一般幾十毫伏。剩余電壓對輸出特性的影響剩余電壓對輸出特性的影響3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機剩余電壓基波分量剩余電壓基波分量 變壓器分量、旋轉分量和電容分量變壓器分量、旋轉分量和電容分量內定子橢圓引起的剩余電壓內定子橢圓引起的剩余電壓產生變壓器分量的原因：產生變壓器分量的原因：v 勵磁繞組軸線與輸出繞組軸線勵磁繞組軸線與輸出繞組軸線不垂直；不垂直；v 定子加工不良，造成氣隙不均定子加工不良，造成氣隙不均勻。勻。3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機旋轉分量旋轉分量由于鐵心材料各向磁滯變化的情況不同，或者鐵心片間短路以及空心杯轉子的材料和壁厚不均勻，都會導致去磁效

13、應不同，使電機氣隙圓周上各點磁密相位不一致，而形成一個橢圓形旋轉磁場，使輸出繞組產生感應電動勢，產生剩余電壓 。電容分量電容分量由于勵磁繞組和輸出繞組之間會存在寄生的分布電容,當勵磁繞組加交流電壓時，通過寄生的分布電容也會在輸出繞組中產生電壓 。3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機剩余電壓的交變分量剩余電壓的交變分量剩余電壓的基波分量也可分為交變分量和固定分量。交變分量是由于轉子形狀不規(guī)則及材料各向異性等原因所引起，其大小與轉子位置有關，隨轉子位置成周期性變化。除此之外，其他原因所引起的剩余電壓與轉子位置無關，即為剩余電壓的固定分量。 3.測速發(fā)電機測速發(fā)電機減小剩余電壓的措施減小剩余電壓的措施 改進制造材料和工藝，降低磁路飽和程度；改進制造材料和工藝，降低磁路飽和程度； 采用內外定子鐵心可調結構；采用內外定子鐵心可調結構； 采用補償繞組