第八章单相异步电动机和控制电机.pptVIP

第七节?? 测速发电机? 测速发电机是一种检测元件，主要用途有 1.产生加速或减速的信号 2.在计算装置中作计算元件 3.对旋转机械作恒速控制 对测速发电机的要求: 1.输出电压与转速成严格的线性关系; 2.输出电动势斜率要大. 测速发电机是一种测量转速的微型发电机，它把输入的机械转速变换为电压信号输出，并要求输出的电压信号与转速成正比： U2=Cn 测速发电机分直流和交流两大类。 交流测速发电机分为同步测速发电机和异步测速发电机。 1. 交流异步测速发电机 （1）结构及工作原理 交流异步测速发电机与交流伺服电动机的结构相似，其转子结构有笼型的，也有杯型的，在自动控制系统中多用空心杯转子异步测速发电机。 空心杯转子异步测速发电机定子上有两个在空间上互差90°电角度的绕组，一为励磁绕组，另一为输出绕组，如图所示。 2.主要误差 （1） 线性误差 转子杯回路中除变压器电动势Er2外，又出现旋转电动势 End，引起 Ir2 及 I1 的变化，使 U2 ＝ Cn 遭到破坏，从而造成线性误差 （2） 相位误差 输出电压与励磁电压之间的相位误差是励磁绕组以及杯形转子内的漏阻抗压降引起的 所谓相位误差是指在规定的转速范围内输出电压与励磁电压之间的相位的变化量 （3） 剩余误差 交流异步测速发电机加上励磁电压以后，虽转子停止，往往还会有输出电压，使控制系统的准确度大为降低.其原因一是制作工艺不良，二是导磁材料不均匀以及非线性所致 二.直流测速发电机1.结构和工作原理 直流测速发电机的结构与普通小型直流发电机相同，磁极由永久磁铁制成，励磁方式采用他励式直流测速发电机的工作原理和直流发电机相同(见下图） 感应电动势的公式为 Eo ＝ pZFon/60a = CeFon （1） p － 极对数 Z － 电枢绕组总导体数 a － 电枢绕组的并联支路对数 在有负载时，输出电压为 U = Eo - IRa = Eo - URa/RL （2） 把式 2 代入式 3 可得 U = CdFon/(1 + Ra/RL)　 2.误差 直流测速发电机在无信号输入时，直流测速发电机中不会出现剩余电压，又无相位误差，而线性误差还是存在的，即输出特性不是严格的曲线关系，造成这种非线性误差的原因主要有以下三个方面： （1）电枢反应 直流测速发电机负载时电枢电流会产生电枢反应，电枢反应的去磁作用使气隙磁通Φ0减小，输出特性斜率 减小越明显，输出特性直线变为曲线。 （2）温度的影响 如果直流测速发电机长期使用，其 励磁绕组会发热，其绕组阻值随温 度的升高而增大，励磁电流因此而 减小，从而引起气隙磁通 减小，输 出电压减小，特性斜率 减小。 （3）接触电阻 电枢电路总电阻包括电刷与换向器的接触电阻 图8.24 小步距角三相反应式步进电动机 反应式步进电动机由于同一直径上的相对磁极为一相，这两个磁极上定、转子齿槽相对位置完全相同；并且当某一相两个极下定、转子齿槽完全对齐时，要求相邻磁极下定、转子齿的轴线应错开1/m个转子齿距t，见图8.25。只有这样，才能确保经过一个通电周期后，转子转过一个齿距。 图8.25 小步距角三相反应式步进电动机展开图 满足以上条件的转子齿数为 式中，2p为定子绕组通电时在圆周上形成的磁极个数；m为定子相数；K为正整数。反应式步进电动机经过一个通电周期后转子转过一个齿距，一个通电周期由N拍组成，即转过一个齿距需要N拍，则每拍 (或每个电脉冲)作用下转子所转过的角位移即步距角为 上式表明，步距角 与转子齿数和拍数N有关。而拍数N又与步进电动机定子绕组的相数和通电方式有关。要想减小 ，除了在步进电机本体选择时尽量考虑使用定子相数和转子齿数 较多的步进电动机外，也可以通过增加拍数N达到减小步距角的目的。 步进电动机转子转速与定子绕组的输入脉冲保持严格的比例步关系。若通电脉冲的频率为f(拍／秒)，则经过一个通电周期(即N个电脉冲)后转子转过一个齿距。相应的转子转过一个齿距所用的时间为N/f秒，转子每转过一周所用的时间为 秒。因此，转子的转速为 就信号转换而言，交流侧其输出绕组中所感应产生的电动势 E 与转速 n 成正比 E = Cn 这样，异步测速发电机将转速信号变成电压信号，实现测速的目的 * 第八章 单相异步电动机及控制电机 第一节 单相异步电动机 单相异步电动机是由单相电源供电运行的异步电动机，其结构简单、成本低廉，只需单相电源，广泛用于家用电器、电动工具、医疗器械等，功