自动控制元件第二章
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第二章 直流测速发电机
概述
0-1 结构：微型发电机
用途：测速元件（提供表征转速的电压信号，不提供电力）
0-2 基本静态关系式
af af af a U E I R =− （2-1） 10em T T T =+ （2-2） af e e E C n K n φ== （2-3） em m af t af T C I K I φ== （2-4） 若发电机空载（实际应用近似空载）， af I = em T = 0 则
10T T =
0af af U E =e K n = （2-5）
若被测量为角速度 60
2n π
Ω=
，
则 （2-6） 其中 'e K =
260
e K π
= 9.55e K 上两式说明：空载时，输出电压af U 与转速n （或角速度Ω）成正比
0-3 技术要求
○
1 线性 ○
2 灵敏度 ○
3 纹波小 ○
4 转动惯量小，（干扰小，失真小）
§2-1 输出特性（重点）
一、静态输出特性
af af a U I R
=
af e af a U K n I R =− ============af e
f
U K n R −
1e
af a
f
K U n R R =
+ =ef k n （2-7）
图2-1输出特性分析
由以上可知：当,,a f R R φ保持恒定时，ef k const =，输出特性严格线性。
图2-2输出特性
二、动态输出特性（阶跃响应）（简单了解）
1．基本方程
()()()
()af af a af a f af di e t R i t L L U t dt
=+++ （2-8） 负载电阻压降 全部自感电势
发电机内阻压降
图2-3动态惯例
af
U n
a
f
()
af U t
10()em d T T T t J
dt
Ω
=++ （2-9）
()()()af e e e t C n t K n t φ== （2-10） ()()()em m af t af T t C i t K i t φ== （2-11） ()()af af f U t i t R = （2-12）
2. 空载时：()0af i t =，
()()()af af e U t e t C n t φ===()e K n t =
60
()2e K t π
Ω='()e K t Ω 3. 有感性负载时：将式（2-8）
，（2-10）与（2-12）联立 ()()()
()af af a af a f af di e t R i t L L U t dt
=+++
()e K n t = ()
()()[()af a af a f af f f
U t R d U t L L U t R dt R +++
()()
[()[1af a a f af f f
U t R d L L U t dt R R +++=()e K n t ()
()[()[]af a f a f af f f U t R R d L L U t dt R R +++=()e K n t
()()()a f af af a f L L d U t U t R R dt +++=()f
e a
f R K n t R R +
()()()a f af af a f L L d U t U t R R dt +++=60()2()
f
e a
f R K t R R πΩ+
()af b
dU t dt
τ + ()af U t = '
()ef K t Ω
§2-2 输出特性的误差分析
1. 电枢反应 与电动机相同
2. 温度影响 引起电阻的变化
3. 电刷与换向器的接触电阻与接触电压
产生非线性
4.延迟换向
5.纹波
输出电势是脉动的直流电势
§2-3 直流测速发电机的应用
一、 作为反馈元件
图2-4恒速控制系统原理图
U反馈到放大器输入端，与给定电压比较。
将转速测出，其输出电压
m
二、作为转速阻尼元件
使系统机械惯性引起的震荡受到阻尼，改变系统的动态性能。
