自動控制元件哈工大出版第十章測速發(fā)電機new課件

第10章測速發(fā)電機2011－2012學年第1學期1掌握測速發(fā)電機概念,結構、分類和作用等概念；了解直流測速發(fā)電機、交流測速發(fā)電機工作原理；理解直流、交流測速發(fā)電機輸出特性的區(qū)別；了解直流和交流輸出特性產生誤差的原因；了解測速發(fā)電機的動態(tài)特性。一、教學要求：本章教學:二、教學時間安排：2學時2緒論第一節(jié)直流測速發(fā)電機第二節(jié)交流測速發(fā)電機本章重點：直、交流測速發(fā)電機的輸出特性；本章難點：交流測速發(fā)電機的工作原理。三、教學主要內容：四、教學過程：本章教學:32基本關系式與輸出特性基本關系式基本關系式與電動機相似。感應電勢的大小與轉速成正比，電勢的方向由轉速的方向所決定。一直流測速發(fā)電機5空載輸出特性負載時的靜態(tài)特性輸出電壓與轉速是線性關系。2基本關系式與輸出特性輸出斜率或靈敏度。一直流測速發(fā)電機62基本關系式與輸出特性負載時的動態(tài)特性考慮電流的變化和電樞電感，直流測速發(fā)電機是一個非周期環(huán)節(jié)即慣性環(huán)節(jié)。不過，當1/T遠大于系統的帶寬時，測速發(fā)電機仍可看成是轉速的比例環(huán)節(jié)。一直流測速發(fā)電機7換向元件中存在電勢和電流，方向與換向前的電流相同。產生的磁通與主磁通方向相反，起去磁作用，稱為延遲換向去磁。換向元件的電流及其去磁磁通與轉速的平方成正比，它們往往是輸出特性曲線高速部分產生彎曲現象的主要原因。高精度直流測速機的轉速上限主要是受到延遲換向去磁效應的限制。3輸出特性的誤差分析延遲換向去磁一直流測速發(fā)電機9電刷與換向器之間的電阻稱為接觸電阻，數值不確定。當轉速較低，電流較小時，接觸電阻較大，測速發(fā)電機的輸出電壓很小，形成不靈敏區(qū)。接觸電阻上的壓降稱為接觸壓降。當轉速較高，電樞電流較大時，接觸壓降為常數。電刷與換向器的接觸電阻與接觸電壓3輸出特性的誤差分析一直流測速發(fā)電機10常值接觸壓降使輸出特性曲線向下平移。同時考慮電樞反應、延遲換向去磁、不靈敏區(qū)和接觸壓降后，實際輸出特性如實線2所示。降低接觸壓降，縮小不靈敏區(qū)：采用特殊電刷，電刷接觸表面鍍銀，鍍金。電刷與換向器的接觸電阻與接觸電壓3輸出特性的誤差分析接觸電阻對輸出特性的影響：一直流測速發(fā)電機11換向器和電刷間經常發(fā)生電火花，使輸出電壓上有高頻尖脈沖，并帶來無線電頻率的噪音和干擾。為了減輕和消除輸出電壓上的高頻毛刺，一般都要在直流測速發(fā)電機的輸出端接上低通濾波電路。3輸出特性的誤差分析火花和電磁干擾一直流測速發(fā)電機13異步測速發(fā)電機的結構有鼠籠轉子和杯形轉子兩種。杯形轉子精度高，應用廣?？招谋D子測速發(fā)電機的轉子是一個薄壁非磁性空心杯。定子上嵌有在空間相差90°電角的兩相繞組（激磁繞組和輸出繞組）。通常為四極電機。二異步測速發(fā)電機1結構14激磁繞組加交流電壓激磁，產生脈振磁通，與軸線一致，為直軸方向。轉子轉動，轉子切割直軸磁通產生旋轉電勢。頻率同激磁電壓f，大小為2工作原理轉子不動時，直軸脈振磁通在轉子中感應出變壓器電勢。氣隙中的磁通是直軸磁通，與輸出繞組沒有相交，輸出繞組中感應電勢和輸出電壓為零。二異步測速發(fā)電機15與直流測速發(fā)電機比較優(yōu)點（1）沒有電刷和換向器，構造簡單，維護容易，運行可靠；（2）無滑動接觸，輸出特性穩(wěn)定，精度高；（3）摩擦力矩小，慣性??；（無刷，空心杯）（4）不產生干擾火花。缺點（1）存在剩余電壓和相位誤差；（2）輸出斜率?。唬?）輸出特性隨負載性質（電阻，電容，電感）變化。二異步測速發(fā)電機17設傳感器每轉產生的脈沖數為P，在檢測時間段Tg(s）內測得的脈沖數為m1，則轉速n為1M法測速由規(guī)定的檢測時間內傳感器的脈沖數m1計算速度。三由位移傳感器的脈沖信號求轉速以光電增量碼盤為代表的角位移傳感器的輸出信號是方波脈沖信號，脈沖的個數與角位移成正比。由此類脈沖信號求速度有下述三種方法。r/min18提高P和Tg，可提高分辨率。1M法測速當脈沖數增加1時，轉速的變化就是M法的分辨率，記為Q（r/min），若以分辨率Q作為轉速測量值的誤差Δn，則誤差Δn與轉速n無關，但相對誤差Δn/n與轉速成反比。高速時相對誤差小。三由位移傳感器的脈沖信號求轉速192T法測速當時鐘脈沖的計數m2改變1時，對應的轉速的變化就是分辨率Q（r/min），有

T法在低速時有較高的分辨率和精度.

n越小，Q越小，轉速越低，分辨率越高。三由位移傳感器的脈沖信號求轉速21Tg為規(guī)定的檢測時間。Tg之后傳感器的第1個脈沖終止時鐘脈沖計數。實際檢測時間T由時鐘脈沖數m2確定。m1為檢測時間