第二章_測(cè)速發(fā)電機(jī)

第二章,測(cè)速發(fā)電機(jī),基本內(nèi)容與重難點(diǎn),直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類；輸出特性；產(chǎn)生誤差的原因和改進(jìn)的方法。重點(diǎn)掌握直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性、產(chǎn)生的誤差的原因和改進(jìn)的方法。 交流測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類；空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理；輸出特性；產(chǎn)生誤差的原因及改進(jìn)方法。重點(diǎn)掌握空心懷轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的運(yùn)行原理和輸出特性以及熟悉剩余電壓產(chǎn)生的原因和減小剩余電壓的方法。,第一節(jié),概 述,測(cè)速發(fā)電機(jī)的概念,含義：測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種測(cè)量轉(zhuǎn)速的信號(hào)元件、它將輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)速變換為電壓信號(hào)輸出。通常要求電機(jī)的輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，如右圖所示。其輸出電壓關(guān)系公式：,測(cè)速發(fā)電機(jī)的用途,從測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出公式可以看出，其輸出電壓與轉(zhuǎn)子的電壓成正比，即正比于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角對(duì)時(shí)間的微分，因此，在解算裝置中通常作為微分元件或積分元件使用。 測(cè)速發(fā)電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算裝置中通常作為測(cè)速元件、校正元件和角加速度信號(hào)元件。,測(cè)速發(fā)電機(jī)的分類,直流測(cè)速發(fā)電機(jī) 永磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，如CY系列 電磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，如ZCF系列 交流測(cè)速發(fā)電機(jī) 同步測(cè)速發(fā)電機(jī) 異步測(cè)速發(fā)電機(jī) 新型發(fā)電機(jī)，如霍爾效應(yīng)測(cè)速發(fā)電機(jī),自控系統(tǒng)的要求,輸出特性呈正比關(guān)系并保持穩(wěn)定。即指測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓與轉(zhuǎn)速保持嚴(yán)格的正比關(guān)系，且不隨外界條件（如溫度等)的變化而發(fā)生改變。 電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣星要小，以保證反應(yīng)迅速。 電機(jī)的靈敏度要高。即指測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓對(duì)轉(zhuǎn)速的變化反應(yīng)靈敏，測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性斜率要大。 其他要求。如對(duì)無線電通信的干擾要小、噪聲小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、體積小和重量輕等。,第二節(jié),直流測(cè)速發(fā)電機(jī),直流測(cè)速發(fā)電機(jī)概述,直流測(cè)速發(fā)電機(jī)是一種微型直流發(fā)電機(jī)。它的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)均和直流伺服電動(dòng)機(jī)基本相同。 按定子磁極的勵(lì)磁方式來分，可分為： 電磁式 永磁式 按電樞的結(jié)構(gòu)形式分，可分為： 無槽電樞 有槽電樞 空心杯電樞 圓盤印制繞組等 近年來因自動(dòng)控制系統(tǒng)的需要，又出現(xiàn)了水磁式直線測(cè)速發(fā)電機(jī)。,工作原理,直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理與一般直流發(fā)電機(jī)相同，如右所示。在恒定磁場(chǎng)中，電樞繞組旋轉(zhuǎn)切割磁通并產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。,電刷兩端引出的電樞感應(yīng)電勢(shì)為：,輸出特性,空載時(shí)，電樞電流為零，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓和電樞感應(yīng)電勢(shì)相等，為： 負(fù)載時(shí)，電樞電流不為零，輸出電壓為：,直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性如下圖： 由圖可見： 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)的輸出特性是一組直線 對(duì)于不同的負(fù)載電阻Rl，測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性有不同的斜率，并且它隨負(fù)載電阻的減小而變小。,誤差產(chǎn)生的原因,實(shí)際上，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓與轉(zhuǎn)速之間并不是嚴(yán)格保持正比關(guān)系。其輸出特性曲線圖中的虛線。產(chǎn)生這種非線性誤差的原因主要有： 電樞反應(yīng) 電刷接觸壓降 溫度的影響 紋波影響,電樞反應(yīng)產(chǎn)生誤差的原因,產(chǎn)生的原因：因?yàn)橹绷鳒y(cè)速發(fā)電機(jī)負(fù)載時(shí)存在電樞反應(yīng)去磁作用，電機(jī)的氣隙磁通就不再是常數(shù)，它將隨負(fù)載的大小(即電樞電流的大小)而改變，可以近似認(rèn)為： 負(fù)載時(shí)電樞繞組的感應(yīng)電勢(shì)為：,假設(shè)負(fù)載時(shí)電樞的去磁磁通與電樞電流成正比，即： 則對(duì)上述公式推導(dǎo)可得：,電樞反應(yīng)產(chǎn)生誤差的大小,若以 表示理想情況下的輸出電壓，考慮了電樞反應(yīng)的去磁作用，輸出電壓所引起的相對(duì)誤差為： 可見，當(dāng) 和 越大，輸出電壓的相對(duì)誤差就越小,電樞反應(yīng)誤差的改進(jìn),為改善輸出特性，必須削弱電樞反應(yīng)的去磁影響，盡量使電機(jī)的氣隙磁通保持不變，常用的措施有： 對(duì)電磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，可以在定子磁極上安裝補(bǔ)償繞組 在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選取較小的線負(fù)荷，并適當(dāng)加大電機(jī)的氣隙 在使用時(shí)，負(fù)載電阻不應(yīng)小于規(guī)定值,電刷接觸壓降產(chǎn)生誤差的原因,設(shè)電刷的接觸壓降為 ，則輸出電壓為： 由于電刷接觸電阻的非線性，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，相應(yīng)電樞電流較小，電刷接觸電阻較大，這時(shí)測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓變得很小。 只有當(dāng)轉(zhuǎn)速較高、電樞電流較大時(shí)，電刷壓降才可以認(rèn)為是常數(shù)。 在考慮了電刷接觸壓降的影響后，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性如下圖所示。,由圖可見，在轉(zhuǎn)速較低時(shí)，電機(jī)的輸出特性上出現(xiàn)一個(gè)不靈敏區(qū)，即在這一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，測(cè)速發(fā)電機(jī)雖有輸入信號(hào)（轉(zhuǎn)速），但輸出電壓很低。 圖中虛線為考慮了電樞反應(yīng)和電刷接觸壓降的影響后，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性?？梢姡诘退贂r(shí)存在著不靈敏區(qū)；轉(zhuǎn)速較高時(shí)又向下彎曲。,電刷接觸壓降誤差的改進(jìn),為減小電刷接觸壓降的影響，即縮小不靈敏區(qū)，在直流測(cè)速發(fā)電機(jī)中常采用接觸壓降較小的銅-石墨電刷。 在高精度的直流測(cè)速發(fā)電機(jī)中，也有采用銅電刷的，并在它與換向器相接觸的表面上鍍有銀層。,溫度產(chǎn)生誤差的原因,在電磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)中,因勵(lì)磁繞組中長(zhǎng)期通過電流而發(fā)熱,它的電阻值隨之增大致使勵(lì)磁電流減小,從而使電機(jī)氣隙磁通下降,并導(dǎo)致電樞繞組的感應(yīng)電勢(shì)和輸出電壓減小.計(jì)算表明,銅繞組溫度每升高25C,其電阻值相應(yīng)增大10%,所以溫度的變化對(duì)電磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性會(huì)有較大的影響.,溫度產(chǎn)生誤差的改進(jìn),為了減小溫度對(duì)勵(lì)磁電流的影響,實(shí)際使用時(shí)可在直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組回路中串聯(lián)一個(gè)較大電阻值的附加電阻.附加電阻可用溫度系數(shù)較低的康銅或錳銅材料繞制而成.這樣當(dāng)勵(lì)磁繞組溫度升高時(shí),它的電阻值雖有增加,但勵(lì)磁回路的總電阻卻變化甚微,勵(lì)磁電流幾乎不變.采用附加電阻后,相應(yīng)勵(lì)磁電源的電壓也需增高,勵(lì)磁功率就隨之增大,這是它的一個(gè)缺點(diǎn). 此外,設(shè)計(jì)時(shí)也可使電機(jī)磁路處于較飽和狀態(tài).這樣,即使勵(lì)磁電流有較大的變動(dòng),電機(jī)的氣隙磁通卻變化較小.,紋波的概念,直流測(cè)速發(fā)電機(jī)因換向片數(shù)是有限的,電樞繞組電勢(shì)應(yīng)是每一支路中有限個(gè)元件感應(yīng)電勢(shì)的疊加,因此輸出電壓是脈動(dòng)的.,直流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓值脈動(dòng)的大小由紋波系數(shù)來衡量 紋波系數(shù)指電機(jī)在一定的轉(zhuǎn)速下,輸出電壓交變分量的有效值與輸出電壓的直流電壓之比. 輸出電壓中的交變分量對(duì)于測(cè)速發(fā)電機(jī)用于速度反饋或加速度反饋系統(tǒng)都是不利的,特別是在高精度解算裝置中更是不允許.,紋波產(chǎn)生誤差的原因,引起電壓脈動(dòng)的因素很多，大致可分為: 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)速度的變化。因輸出電壓中交變分量的幅值和頻率均與電機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越高，它就隨之增大。對(duì)于電磁式直流測(cè)速發(fā)電機(jī)來說，還有勵(lì)磁電源電壓變化的影響 由于直流測(cè)速發(fā)電機(jī)表面粗糙，與電刷接觸不良引起電刷跳動(dòng) 換向的影響 設(shè)計(jì)、工藝和材料方面的原因，如每支路對(duì)的元件數(shù)，齒槽效應(yīng)，氣隙不均勻，鐵心材料的導(dǎo)磁性能各向相異等 其中后兩項(xiàng)是主要因素,紋波產(chǎn)生誤差的改進(jìn),通常采取以下措施： 使每支路對(duì)的元件數(shù)盡可能多，并為奇數(shù)元件 使磁極的極弧寬度盡可能為整數(shù)倍電樞齒距；此外還可采用磁極橋和電樞斜槽結(jié)構(gòu) 電機(jī)加工時(shí)應(yīng)保證定、轉(zhuǎn)子的同心度，盡量減小橢圓度。鐵疊片可采用旋轉(zhuǎn)疊裝法。 嚴(yán)格保證電刷位于中性線位置，并減小電刷的寬度，以減小氣隙磁通的變化 采用銀-石墨電刷，以改善電刷和換向器的滑動(dòng)接觸,第三節(jié),交流測(cè)速發(fā)電機(jī),結(jié)構(gòu)與分類,交流測(cè)速發(fā)電機(jī)分為同步測(cè)速發(fā)電機(jī)和異步測(cè)速發(fā)電機(jī) 同步測(cè)速發(fā)電機(jī)可分為永磁式、感應(yīng)子式和脈沖式 異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和兩相伺服電動(dòng)機(jī)相似。目前在自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)。,永磁式同步測(cè)速發(fā)電機(jī),實(shí)質(zhì)：一臺(tái)單相永磁轉(zhuǎn)子同步發(fā)電機(jī)，定子繞組感應(yīng)的交變電勢(shì)大小和頻率都隨著輸出信號(hào)（轉(zhuǎn)速）而變化，即： 永磁式同步測(cè)速發(fā)電機(jī)因感應(yīng)電勢(shì)的頻率隨轉(zhuǎn)速而改變，致使電機(jī)本身的阻抗及負(fù)載阻抗均隨轉(zhuǎn)速而變化。因此，這種測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓不再與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。盡管永磁式交流測(cè)速發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又沒有滑動(dòng)接觸，仍不適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)，通常只是作為指示式轉(zhuǎn)速計(jì)。,感應(yīng)子式同步測(cè)速發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu),感應(yīng)子式測(cè)速發(fā)電機(jī)和脈沖式測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理基本相同。都是利用定、轉(zhuǎn)子齒槽位置相對(duì)變化而使輸出繞組中的磁通發(fā)生脈動(dòng)，從而感應(yīng)出電勢(shì)。右為感應(yīng)子式測(cè)速發(fā)電機(jī)的原理性結(jié)構(gòu)圖。定、轉(zhuǎn)子鐵心均由高硅薄鋼片沖制疊成。定于內(nèi)圓周上有大槽和小槽。大槽與大槽之間放置勵(lì)磁繞組。在12個(gè)定子齒上分別放置輸出繞組，并將輸出繞組連結(jié)為三相對(duì)稱繞組。轉(zhuǎn)子外圓周上為24個(gè)均布齒槽。,感應(yīng)子式測(cè)速發(fā)電機(jī)原理（1）,當(dāng)勵(lì)磁繞組中通入直流勵(lì)磁。使定子鐵心磁化為N、S相間的四極磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)，定子齒中的磁通也不隨時(shí)間變化，故定子輸出繞組中沒有感應(yīng)電勢(shì)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，因定、轉(zhuǎn)子齒的相對(duì)位置發(fā)生周期性變化，則使定子齒中的磁通發(fā)生脈動(dòng)，輸出繞組中便產(chǎn)生交變電勢(shì)。當(dāng)轉(zhuǎn)子一個(gè)齒的軸線與定子某齒的軸線位置一致時(shí)，如圖中定子齒2所示，該定子齒對(duì)應(yīng)有最大的氣隙磁導(dǎo)值。而當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過半個(gè)齒距后，使轉(zhuǎn)子槽的軸線與上述定子齒的軸線位置一致，該定子齒就對(duì)應(yīng)有最小的氣隙磁導(dǎo)值。以后便以此重復(fù)進(jìn)行。這樣定子輸出繞組所匝鏈的磁通大小也相應(yīng)發(fā)生周期性的變化，在其中便感應(yīng)出交流電勢(shì)。由以上分析可知，每當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過個(gè)齒距、輸出繞組的感應(yīng)電勢(shì)就變化一個(gè)周期故輸出電勢(shì)的頻率應(yīng)為,感應(yīng)子式測(cè)速發(fā)電機(jī)原理（2）,在上圖所示的感應(yīng)子式測(cè)速發(fā)電機(jī)中，定、轉(zhuǎn)子采用相同的齒形。轉(zhuǎn)子為24齒均布，當(dāng)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)道一個(gè)齒距，即轉(zhuǎn)過15，定子輸出繞組感應(yīng)電勢(shì)便交變一個(gè)周期。而定子齒的配置為齒1和齒3分別和齒2相距20，其電角度相應(yīng)差120。因此，輸出繞組2和輸出繞組1、3的感應(yīng)電勢(shì)相位角便互差120，它們就組成了一組對(duì)稱三相繞組。 因感應(yīng)電勢(shì)的頻率和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速之間有著嚴(yán)格的關(guān)系，所以它也屬于同步電機(jī)。其感應(yīng)電勢(shì)的大小和轉(zhuǎn)速成正比，故可作為測(cè)速發(fā)電機(jī)使用。 從感應(yīng)子式測(cè)速發(fā)電機(jī)的原理來看，它和永磁式同步測(cè)速發(fā)電機(jī)一樣，出電勢(shì)的頻率隨轉(zhuǎn)速而改變，致使負(fù)載阻抗和電機(jī)本身的阻抗均隨轉(zhuǎn)速而變化，所以也不宜在自動(dòng)控制系統(tǒng)中用作交流測(cè)速發(fā)電機(jī)。但是，通常采用二極管對(duì)這種測(cè)速發(fā)電機(jī)的三相輸出電壓進(jìn)行橋式整流后，取其直流輸出電壓作為速度信號(hào)而用于自動(dòng)控制系統(tǒng)。這種電機(jī)因轉(zhuǎn)于槽數(shù)較多，因而輸出電壓的頻率甚高，再經(jīng)過三相橋式整流，使直流輸出電壓中的紋波頻率很高，配以適當(dāng)?shù)臑V波措施后其直流輸出電壓相當(dāng)平穩(wěn)。這樣，將感應(yīng)子式測(cè)速發(fā)電機(jī)和整流、濾波電路結(jié)合后，可作為一臺(tái)性能良好的直流測(cè)速發(fā)電機(jī)使用。 這種直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的直流輸出電壓其極性是由整流電路所決定，它與電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向無關(guān)，這是實(shí)際使用中存在的一個(gè)缺點(diǎn)。,脈沖式同步測(cè)速發(fā)電機(jī),脈沖式測(cè)速發(fā)電機(jī)是以脈沖頻率作為輸出信號(hào)。因輸出電壓的脈沖頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速保持嚴(yán)格的正比關(guān)系，所以也是屬于同步電機(jī)類型。 其特點(diǎn)是輸出信號(hào)的頻率相當(dāng)高，即使在較低的轉(zhuǎn)速下(如每分鐘幾轉(zhuǎn)或幾十轉(zhuǎn)）也能輸出較多的脈沖數(shù)。 因此，以脈沖個(gè)數(shù)表示的速度分辨率就比較高，使它適用子速度較低的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，特別適用于如下圖的鑒頻鎖相速度控制系統(tǒng)。,空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī),目前在自動(dòng)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的是空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)。 這種結(jié)構(gòu)型式可使測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性有較高的精度，又因其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，能夠滿足系統(tǒng)快速性的要求。 同時(shí)，為了獲得較好的線性輸出特性并使其性能穩(wěn)定，轉(zhuǎn)子電阻要比空心杯轉(zhuǎn)子兩相伺服電動(dòng)機(jī)更大。因此，空心杯轉(zhuǎn)子通常采用電阻率較大和溫度系數(shù)較低的材料制成，如磷青銅、錫鋅青銅、硅錳青銅等。 目前，我國(guó)生產(chǎn)的這種測(cè)速發(fā)電機(jī)，其型號(hào)為CK,空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理（1）,空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理如右圖所示。 定子兩相繞組應(yīng)在空間位置上嚴(yán)格保持90電角度。其中一相作為勵(lì)磁繞組，外施恒頻恒壓的交流電源勵(lì)磁；另一相作為輸出繞組，其兩端的電壓則為測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓 。,空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理（2）,當(dāng)電機(jī)的勵(lì)磁繞組外施恒頻恒壓的交流電源 時(shí)便有電流 通過繞組，產(chǎn)生以電源頻率 脈振的磁勢(shì) 和相應(yīng)的脈振磁通 。磁通 在空間按勵(lì)磁繞組軸線方向（稱為直軸 ）脈振。 轉(zhuǎn)子不動(dòng)（ ）時(shí)，直軸脈振磁通 只能在空心杯轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出變壓器電勢(shì) ，因輸出繞組的軸線和勵(lì)磁繞組軸線空間位置相差90電角度，它與直軸磁通并無匝鏈，故不產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，輸出電壓為零。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，即 ，轉(zhuǎn)子切割直軸磁通，并在轉(zhuǎn)子杯中產(chǎn)生切割電勢(shì) ，在上圖所示瞬間，轉(zhuǎn)子杯上電勢(shì)的方向如圖中外圈的符號(hào)所示。由于直軸磁通 為脈振磁通，電勢(shì) 亦為交變電勢(shì)，其交變頻率即為磁通 的脈振頻率 。它的大小應(yīng)為 若磁通 恒定時(shí)，電勢(shì) 就與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 成正比關(guān)系,空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的工作原理（3）,因轉(zhuǎn)子杯為短路線組，電勢(shì) 就在轉(zhuǎn)子杯中產(chǎn)生短路電流 ，電流 為頻率 的交變電流，其大小正比于電勢(shì) 。若考慮到轉(zhuǎn)子杯中漏抗的影響，電流將在時(shí)間相位上滯后電勢(shì)一個(gè)電角度。在同一瞬時(shí)，轉(zhuǎn)子杯中電流的方向如上圖內(nèi)圈符號(hào)所示。 轉(zhuǎn)子杯中的電流 產(chǎn)生脈振磁勢(shì) ，其脈振頻率也為 。而它的大小則正比于電勢(shì) 。磁勢(shì) 在此瞬間的空間方向如上圖所示。磁勢(shì) 可分解為兩個(gè)空間分量，即直軸磁勢(shì) 和交軸磁勢(shì) 。其中直軸磁勢(shì) 將影響勵(lì)磁磁勢(shì) ，使勵(lì)磁電流 發(fā)生變化。而交軸磁勢(shì) 就產(chǎn)生頻率 為的脈振磁通 ，又 因交軸脈振磁通 的空間位置和輸出繞組的軸線方向一致，它將在輸出繞組中感應(yīng)出頻率為 的變壓器電勢(shì) ，即為測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電勢(shì)。則 所以，異步測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電勢(shì)的頻率即為勵(lì)磁電源的頻率，而與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的大小無關(guān)；它的大小則正比于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 ?？朔送綔y(cè)速發(fā)電機(jī)存在的缺點(diǎn)，使負(fù)載阻抗不會(huì)因轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化而改變。因此空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中使得到了廣泛的應(yīng)用。,空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)原理設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題,由以上分析可以看出，為了保證測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電勢(shì)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，必須使直軸磁通保持常數(shù)。 實(shí)際上，一方面由于轉(zhuǎn)子杯漏抗的影響，將產(chǎn)生直袖磁勢(shì)，并使直軸磁通發(fā)生變化；另一方面當(dāng)電機(jī)中存在交軸磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子杯旋轉(zhuǎn)時(shí)又同時(shí)切割交軸磁通，同理，它又會(huì)產(chǎn)生直軸磁勢(shì)并使直軸磁通變化。由于直軸磁通的變化將影響到測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性的線性度，所以，在測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)選型和參數(shù)選擇時(shí)，對(duì)上述因素都需要認(rèn)真加以考慮。 為了解決轉(zhuǎn)子漏抗對(duì)輸出特性的影響，異步測(cè)速發(fā)電機(jī)無疑都采用非磁性空心杯轉(zhuǎn)子，并使空心杯的電阻值取得相當(dāng)大。這樣在實(shí)際上就完全可以略去轉(zhuǎn)子漏抗。同時(shí)因轉(zhuǎn)于電阻增大后可使轉(zhuǎn)子切割交軸磁通所產(chǎn)生的直軸磁勢(shì)大大削弱。當(dāng)然，轉(zhuǎn)子的電阻值若選得過大，又會(huì)使測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓的斜率降低，電機(jī)的靈敏度即隨之減小。 此外，為了保持直軸磁通盡可能不變，還必須設(shè)法減小勵(lì)磁繞組的漏阻抗。因?yàn)樵谕馐﹦?lì)磁電源電壓不變時(shí)，即使因轉(zhuǎn)子直軸磁勢(shì)而引起勵(lì)磁電流的變化，但由于漏阻抗壓降甚小，直軸磁通也就基本上保持不變。,空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性（1）,前面講述過，異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與兩相伺服電動(dòng)機(jī)相似，因此可以根據(jù)電機(jī)的可逆原理利用第一章中分析兩相伺服電動(dòng)機(jī)所得出的結(jié)果來確定異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性。,比較右圖所示的兩相伺服電動(dòng)機(jī)和異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的電氣接線圖便可以看出，用作測(cè)速發(fā)電機(jī)時(shí)，相當(dāng)于兩相伺服電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路中的 ；而輸出回路則相當(dāng)于串入負(fù)載阻抗后短接，即 。,空心杯轉(zhuǎn)子異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性（2）,通過類比計(jì)算可以得到異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性方程式：,右圖是異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性曲線，由圖可見，輸出電壓與轉(zhuǎn)速非線性，即使在空載時(shí)亦是如此。,異步測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性非線性誤差產(chǎn)生的原因,主要原因有： 直軸磁通的變化 剩余電壓 勵(lì)磁電源 溫度變化,直軸磁通的變化對(duì)異步測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出特性非線性誤差產(chǎn)生的影響,從輸出特性方程式中可以看出，影響輸出特性非線性輸出的原因是由于存在下