测速发电机PPT课件

空心杯转子异步测速发电机：由内定子、外定子及在它 们之间的气隙中转动的杯形转子所组成。励磁绕组、输 出绕组嵌在定子上,彼此在空间相差90°电角度。杯形转 子是由非磁性材料制成。其输出绕组中感应电动势大小 正比于杯形转子的转速，输出频率和励磁电压频率相同， 与转速无关。反转时输出电压相位也相反。杯形转子是 传递信号的关键，其质量好坏对性能起很大作用。由于 它的技术性能比其他类型交流测速发电机(空心杯电机)优 越，结构不很复杂，同时噪声低，无干扰且体积小，是 目前应用最为广泛的一种交流测速发电机。
由图2.7（b）可以看出，电枢磁场也是一个两极磁场， 主磁极轴线的左侧相当于该磁场的N极，右侧相当于S极。 另外，在每个主磁极下面，电枢磁场的磁通在半个极下 由电枢指向磁极，在另外半个极下则由磁极指向电枢， 即半个极下电枢磁通和主磁通同向，另外半个极下电枢 磁通和主磁通反向，因此合成磁通的磁通密度在半个极 下是加强了，在另外半个极下是削弱了，如图2.7（c） 所示。 由于有电枢磁场的存在，当它与主磁场发生交链，使气 隙中的磁场发生畸变，这种现象称为电枢反应。
（3）减小电枢反应对输出特性影响的措施 为了减小电枢反应对输出特性的影响，应尽量使电机的 气隙磁通保持不变。
在使用时，转速不应超过最大线性工作转速，所接负载 电阻不应小于最小负载电阻，以保证线性误差在限定范 围内。
3. 延迟换向去磁 （1）直流电动机绕组元件的换向 电机旋转时，当电枢绕组元件从一条支路流过电刷进入 另一条支路，其中电流反向，由+ ia变为-ia的过渡过程。 这个过程叫元件的换向过程。如图2.10
正在进行换向的元件叫换向元件。换向元件从开始换向 到换向结束所经历时间叫换向周期。
在理想换向情况下，当换向元件的两个有效边处于几何 中性线位置时，其电流应该为零，但实际上在直流测速 发电机中并非如此。虽然此时元件中切割主磁通产生的 电势为零，但仍然有电势存在，使电流过零时刻延迟， 这种情况称为延迟换向。 （2）延迟换向对输出特性的影响 元件本身有电感，因此在换向过程中当电流由+ia变为-ia 的过程中，定律 ，eL的方向应与换向前的电流方向相同， 是阻碍换向的。

第五页，编辑于星期五：十四点 十分。
以频率f交变的切割电动势与其转子绕组
所切割的直轴磁通 、 切d 割速度n及由电机本
身结
为
构
决定
的
电动势
常数Ce
有关，它的
有
效值
EqCed n
（8-1）
以频率f交变的输出绕组感应电势，与输出绕
组交链的交轴磁通
它的有效值E2为
及输出绕组 q的匝数N2有关，
由此看出，当励E磁2 电4压.4U4ff及N2 频q率f恒定时有（8-2）
（8-3）
机可以即将E其2与转nE 速成2值 正 一比q一关 对系Iq应。 地E 可q转见 换，n成异输步出测电速压发值电。
输出出特电性压，U如2与图转9.速6所的示关。系实曲际线上，由于存称在为漏输 阻抗、负载变化等问题，直轴磁通 是变化
的，U输2 出f(电n) 压与转速不是严格的正比关系， 输出特性呈现非线性，如图8.6中曲线1所示。
1—空心杯转子；2—外定子；3— 内定子；
4—励磁绕组；5—输出绕组
图8.4 空心杯转子测速发电机结构
第三页，编辑于星期五：十四点 十分。
2．基本工作原理
异步测速发电机的工作原理
可励以磁由绕图组8，.5N来2是说输明出。绕图 组中 N。1 由是 于转子电阻较大，为分析方便 起见，忽略转子漏抗的影响， 认为感应电流与感应电动势同 相位。 电发 电压给机U励f的恒磁气定绕隙的组中单N便相1会交加生流频成电率一，f 恒个测定频速， 率向为（f即、方d轴向方为向励）磁的绕组脉N振1轴磁线动方势 及相应的脉振磁通，分别称为 励磁磁动势及励磁磁通。
a
（8-5） R 第它三的页 励，磁编绕U辑组于电星阻期会E五因：电十机四工点作C温十e度分的。变n化而变化，使励L磁电流及其生成的磁通随之变化，产生线性误差。

2.5.1 作为系统的阻尼元件
测速发电机输出
雷达天线自动控制系统
放大器的输入电压 k1()k2ddt
d k2 dt
极性相反
制动
电机正转
转速不为零
电机反转
转速不为零
2.5.2 对旋转机械作恒速控制 恒速控制系统
负载阻力矩↓
转速↑ 测速发电机输出电压↑
转速↓
加到直流电动机的电压↓
给定电压与输出电压的差值↓
长 的 时 间 隧 道，袅
第2章直流测速发电机
直流测速发电机的应用
在自动控制系统中用于测量或自动调节电动机转速 在随动系统中用来产生电压信号以提高系统的稳定性和精度 在计算解答装置中作为微分和积分元件 在各种机械中代替测速计直接测量转速
旋转
①
旋转
②
①为使电刷间获得最大电势输出， 电刷应位于磁极轴线上，且将位于 几何中性线上的元件短路
s2 6 0 p n 6 p 0 N a n C e n K e n
s N 2a
Ce
pN 60a
Ke Ce
N—电枢绕组总导体数 2a—电刷间的并联支路数
E AC e nK en
一定要牢记！
电势系数
电刷两端电势与电机的转速成正比，因此，直流 发电机能够把转速信号转换成电势信号，实现测速功 能！
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长

项目四 特种电机
二、交流测速发电机结构与原理
1.基本结构 异步测速发电机的定子上有两个空间上互差电角度的绕组，
其中一个是励磁绕组, 接恒频恒压的交流电源；另一个与负载（包 括接收器、鉴相器、单片机、PLC、数控系统等）相联，称为输 出绕组，作为测速发电机的电压输出端。
小容量测速发电机的励 磁绕组和输出绕组都装在外 定子槽中，而容量较大的测 速发电机则分装在内、外定 子中。内定子由硅钢片叠成 ，目的是减小磁阻。
机械工业出版社 全国技工院校“十二五”系列规划教材
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2.基本工作原理 直流测速发电机的工作原理与一般直流发电机相同，如图所示。 当励磁绕组产生恒定磁场，旋转的电枢在恒定磁场中切割磁通，便会在电刷 之间产生直流电动势：
式中 —电刷间电动势 —电枢磁场 —电枢转速
机械工业出版社 全国技工院校“十二五”系列规划教材
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（接上页）若直轴每极磁通幅值不变，则电势Er与转速n成正比。整个杯型转 子可认为是短路绕组， Er必会产生电流Ir，转子中电流产生脉振频率为f的磁 势Fr，其空间方向如图所示。该磁势Fr ，可分解为两个空间分量，即直轴分 量Frd 和交轴分量Frq，而 影响励磁磁势,使励磁电流发生变化。而Frq 产生了 磁通，该交轴磁通空间位置与输出绕组在轴线方向上一致，它将在输出绕组 中感应出频率为f的变压器电势E2 。
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2.基本工作原理 当电机励磁绕组外加恒频恒压的交流电压时，便有励磁电流,产生了与电 源同频率的脉振磁势和相应的脉振磁通，磁通在空间按励磁绕组轴线方向（ 称为直轴 的脉振）。 分析过程： 当n=0，即转子不动时，此磁势只能在 空心杯转子中感应出变压器电势。因输出 绕组的轴线（称为交轴q)和d 轴空间位置相 差90°电角度，显然，无感应电势产生， 故输出电压为零。