電機(jī)學(xué)chap07_測(cè)速發(fā)電機(jī)課件

1、 測(cè)速發(fā)電機(jī)7.測(cè)速發(fā)電機(jī) 7.1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)速變換成為電壓信號(hào)輸出。要求：輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比，U2=Kn, 并保持穩(wěn)定；剩余電壓(轉(zhuǎn)速為零時(shí)的輸出電壓）要?。惠敵鲭妷旱臉O性或相位能反映被測(cè)對(duì)象的轉(zhuǎn)向；溫度變化對(duì)輸出特性的影響小；靈敏度高，即輸出電壓對(duì)轉(zhuǎn)速的變化反應(yīng)靈敏，輸出特性斜率要大；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦轉(zhuǎn)矩小，以保證反應(yīng)迅速。7.測(cè)速發(fā)電機(jī)7.2主要類型測(cè)速發(fā)電機(jī)直流交流異步同步電磁式永磁式7.測(cè)速發(fā)電機(jī)脈沖1. 直流測(cè)速發(fā)電機(jī) 7.測(cè)速發(fā)電機(jī) 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)有他勵(lì)式和永磁式兩種。他勵(lì)式與直流伺服電機(jī)在結(jié)構(gòu)上并無(wú)差別；永磁式亦只是定子磁極為永久磁鐵外，

2、其余部分與他勵(lì)式相同，主要優(yōu)點(diǎn)是省去了一個(gè)勵(lì)磁電源?？蛰d電樞電動(dòng)勢(shì)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)7.測(cè)速發(fā)電機(jī)2.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的誤差直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的理想輸出特性RL1RL2 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的實(shí)際輸出特性7.測(cè)速發(fā)電機(jī) 此外，如勵(lì)磁繞組的電阻因溫度變化而變化，則將導(dǎo)致勵(lì)磁電流和氣隙每極磁通發(fā)生相應(yīng)變化，從而影響輸出電壓的數(shù)值。為此，可采用恒流源來(lái)勵(lì)磁，或在機(jī)外串一比勵(lì)磁繞組電阻大得多的電阻，以減小 因溫度變化而引起的勵(lì)磁電流的變化。 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)主要的缺點(diǎn)是存在換向器和電刷，會(huì)產(chǎn)生自控系統(tǒng)所不允許有的火花和無(wú)線電干擾。7.測(cè)速發(fā)電機(jī)3.無(wú)刷直流測(cè)速發(fā)電機(jī)霍爾無(wú)刷直流測(cè)速發(fā)電機(jī)原理示意圖1外定子2霍爾元件3永

3、磁內(nèi)定子4軸5空心杯形轉(zhuǎn)子7.測(cè)速發(fā)電機(jī)7.3同步測(cè)速發(fā)電機(jī)和脈沖測(cè)速發(fā)電機(jī) 同步測(cè)速發(fā)電機(jī)實(shí)際上就是一臺(tái)單相永磁微型同步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子為永久磁鐵制成的磁極，定子為一單相繞組，該繞組作為輸出繞組。當(dāng)轉(zhuǎn)子以n（單位為r/min）旋轉(zhuǎn)時(shí)，該繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)大小及頻率為 可見(jiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和頻率均隨轉(zhuǎn)速變化，前者是所需要的測(cè)速發(fā)電機(jī)的功能，但是后者卻導(dǎo)致電機(jī)本身的阻抗和負(fù)載阻抗都隨轉(zhuǎn)速而改變，所以這種測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性就不是線性。通常只用作指示式轉(zhuǎn)速計(jì)。 以軟鐵制成的齒輪直接安裝在被測(cè)對(duì)象的轉(zhuǎn)軸上，齒輪可以制得很薄，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小。定子由條形永久磁鐵和軟鐵組成門形組件，兩個(gè)門柱軟鐵上繞有線圈，串聯(lián)后

4、輸出電動(dòng)勢(shì)。 齒輪旋轉(zhuǎn)槽和齒交替擦過(guò)門柱，使永久磁鐵磁路的磁阻交替變化，相應(yīng)地使輸出線圈匝鏈的磁通發(fā)生變化而感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。 該電動(dòng)勢(shì)經(jīng)數(shù)字電子線路整形成為矩形脈沖波。根據(jù)脈沖數(shù)及齒輪齒數(shù)便知被測(cè)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。7.測(cè)速發(fā)電機(jī)一種脈沖測(cè)速發(fā)電機(jī)的示意圖7.4 交流異步測(cè)速發(fā)電機(jī)7.測(cè)速發(fā)電機(jī)1. 結(jié)構(gòu)與杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)類似，由內(nèi)、外定子，非磁性材料制成的杯形轉(zhuǎn)子等部分組成。 定子上放置兩個(gè)在空間相互垂直的單相繞組，一個(gè)為勵(lì)磁繞組，另一個(gè)為輸出繞組。a)轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)(n=0)b)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)(n0)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)7.測(cè)速發(fā)電機(jī)7.測(cè)速發(fā)電機(jī)2.異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出特性分析異步測(cè)速發(fā)電機(jī)通常應(yīng)用

5、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論或交軸磁場(chǎng)理論.將 ， 兩個(gè)空間相距 電角度，時(shí)間上不同相的脈動(dòng)磁場(chǎng)，分解為兩對(duì)向相反方向旋轉(zhuǎn)，幅值不等的圓形磁場(chǎng)，然后分別考慮各個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用，再合成以獲得測(cè)速發(fā)電機(jī)的特性，這種方法也就是對(duì)稱分量分析方法。輸出特性的表示式為CRL00負(fù)載阻抗對(duì)輸出特性的影響7.測(cè)速發(fā)電機(jī)(A) 幅值(B) 相位3.誤差和負(fù)載阻抗對(duì)輸出電壓的影響可見(jiàn)：轉(zhuǎn)速一定，當(dāng)負(fù)載阻抗足夠大時(shí)，不論什么性質(zhì)的負(fù)載，負(fù)載阻抗的變化不會(huì)引起輸出電壓明顯變化；當(dāng)容抗大于一定值時(shí)，容性負(fù)載與電阻負(fù)載的變化對(duì)輸出電壓的影響可以互補(bǔ)，但卻擴(kuò)大了對(duì)相位移的影響；電阻電感負(fù)載，可獲得相位移不受負(fù)載阻抗改變的影響，但卻擴(kuò)大了對(duì)輸出電壓幅值的影響。7.測(cè)速發(fā)電機(jī)7.測(cè)速發(fā)電機(jī)當(dāng) 為某一定值時(shí)，理想輸出電壓Ui與實(shí)際輸出電壓Uout絕對(duì)值的差，稱為幅值誤差。7.測(cè)速發(fā)電機(jī) 由圖可見(jiàn)，不論什么負(fù)載，當(dāng) 時(shí)， 接近于零。為此，為減小幅值誤差，宜采用高頻勵(lì)磁電源的測(cè)速發(fā)電機(jī)，因?yàn)樘岣咄剿倬涂梢越档拖鄬?duì)轉(zhuǎn)速。 由于材料和工藝