控制电机 教学课件 李光友 第五章 测速发电机.pdfVIP

第5章 测速发电机 5.1 概述 5.2 直流测速发电机 5.3 感应测速发电机 5.4 测速发电机的选择及应用举例 5.1概述 测速发电机是一种把转子转速转换为电压信号的机电式元件。它的输 出电压与转速成正比关系，即 U Kn a dθ 或 ′ ′ U K Ω K a dt 测速发电机的输出电压能表征转速，因而可用来测量转速；测速发电机 的输出电压正比于转子转角对时间的微分，在解算装置中可以把它作为 微分或积分元件。 按结构和工作原理的不同，测速发电机分为直流测速发电机、感应测 速发电机和同步测速发电机，近年来还有采用新原理、新结构研制的 霍尔效应测速发电机等。 自动控制系统对测速发电机的基本要求是：⑴输出电压应与转速成正 比且比例系数要大；⑵转动惯量小。此外，还要求它对无线电通讯干 扰小、噪声低、工作可靠等。 5.2 直流测速发电机 按励磁方式不同，直流测速发电机可分为电磁式和永磁式两大类。其 结构和工作原理与普通直流发电机基本相同。 5.2.1 输出特性 输出特性是指输出电压Ua与输入 转速n 之间的函数关系。 当直流测速发电机的输入转速为 n，且励磁磁通恒定不变时，电 枢电动势为 图5-1 直流测速发电机原理电路 E C Φn K n a e e 当接负载时，电压平衡方程式为 Ua Ea −I a Ra 5.2.1 输出特性 由于负载电流I a Ua / RL ，可得 U E /(1+R / R ) C Φn /(1+R / R ) a a a L e a L 可以看出，只要保持Φ、R 、R a L 不变，Ua与n之间就成正比关 系。当负载RL变化时，将使输 出特性斜率发生变化。 改变转子转向，Ua 的极性随之改变。 图5-2 不同负载时的理想输出特性 5.2.2 直流测速发电机的误差及其减小方法 在实际运行中，Ua~n之间并不能严格地保持正比关系，即存在误差。 现在分析产生误差的主要原因和解决方法。 1. 电枢反应的影响 当发电机带上负载后，电枢中有电流Ia通过，故产生电枢磁场。电枢 磁场的大小与电枢电流Ia有关，方向与励磁磁场正交。由于电枢磁场 的存在，使气隙中的合成磁场产生畸变，这种作用称为电枢反应。 磁路饱和时，电枢反应有去磁效 应。负载电阻越小或转速越高， 去磁效应越强。 为了减小电枢反应对输出特性的 影响，在直流测速发电机的技术 条件中标有最高转速和最小负载 电阻。 图5-5 电枢反应对输出特性的影响 5.2.2 直流测速发电机的误差及其减小方法 2. 延迟换向的影响 换向元件中总电动势为eK eL +ea 。eK 阻碍电流变化，使换向延迟，称 延迟换向。由于换向元件被电刷短路，eK在换向元件中产生与其方向 Φ Φ 一致的附加电流iK ，iK产生磁通 , 对主磁通起去磁作用。 K K 图5-6 换向元件中的电动势方向 e ∝n2