项目八 任务3. 认识控制电机之测速发电机.ppt

*****项目八：认识单相异步电动机和控制电机12认识控制电机之伺服电动机34认识单相异步电动机认识控制电机之测速发电机认识控制电机之步进电动机按输出信号的不同，分为直流测速发电机和交流测速发电机两大类。输出电压大小与输入的机械转速成正比，输出电压的极性反映电动机的旋转方向，而且对转速的变化反应灵敏。分类测速发电机属于控制电机，它是一种测速装置，能将输入的机械转速转换成电压信号输出。特点外形图任务3、认识控制电机之测速发电机一、直流测速发电机1、基本结构＋Uf－If电磁式永磁式TGRLI＋U－ETGRLEI＋U－直流测速发电机是一种微型直流发电机，其定子和转子的结构与普通小型直流发电机相同，通常是两极电机。励磁方式：应用广泛电磁式的励磁绕组电阻会因电机工作温度变化而变化，从而使励磁电流和磁通随之改变，产生线性误差。永磁式的磁极由永久磁铁构成，热稳定性较好，但易受机械振动影响而引发退磁。电磁式（他励）、永磁式。U=CeΦ0n-RaURL=nCeΦ1+RaRL带负载时，直流测速发电机的输出电压U仍与转速n成正比。空载时：U=E0=CeΦ0n负载时：U=E0-RaI所以：2、直流测速发电机的工作原理=kn（RL为负载电阻）I=URL在恒定磁场Φ0中，当发电机以转速n旋转时，发电机空载电动势为E0。直流发电机工作原理图（Ra为电枢回路总电阻）空载时，输出电压U0=E0，而E0与转速n成正比，E0的极性与转动方向有关。因此，直流测速发电机空载输出电压以转速n成正比。RL→∞RL2RL1UnORL2＞RL1①电枢反应。②环境温度的变化引起各绕组阻值的变化。③负载变化引起电刷与换向器接触电阻的变化。直流测速发电机的输出特性输出特性曲线产生误差的原因：3、直流测速发电机的输出特性由输出特性曲线图可知：输出电压U随电机转速n变化而变化的关系曲线。负载电阻RL越大，输出特性曲线的斜率就越大，测速发电机的灵敏度就越高，线性误差就越小。输出特性：使用时，负载电阻RL要尽可能取大些。在直流测速发电机技术数据中给出了“最小负载电阻和最高转速”，以确保控制系统的精度。二、交流测速发电机1、交流异步测速发电机的基本结构在机座号小的测速发电机中，定子槽内嵌放着空间相差90°电角度的两相绕组，一为励磁绕组，一为输出绕组。交流异步测速发电机的转子有笼型和空心杯型两种，其中空心杯型因其输出特性线性度好，精度高而应用较多。交流测速发电机有异步式和同步式两类，在自动控制系统中应用较广的为交流异步测速发电机。与杯型转子交流伺服电动机相似，由定子和转子组成。在机座号大的测速发电机中，定子也有空间相差90°电角度的两相绕组，励磁绕组嵌放在外定子上，输出绕组嵌放在内定子上。2、交流测速发电机的基本工作原理励磁绕组接到稳定的交流电源上，励磁电压为U1，流过的电流为I1，在励磁绕组的轴线方向产生交变脉动磁通Φ1。右图是异步式交流测速发电机的原理示意图。由于U1≈4.44f1k1N1Φ1，所以Φ1正比于U1。异步式交流测速发电机原理示意图定子上有两个轴线互相垂直的绕组，励磁绕组N1和输出绕组N2。转子是空心杯，用电阻率较大的非磁性材料磷青铜制成。杯子内装有一个由硅钢片制成的内铁心，用以减小磁路的磁阻。U1I1××··N1E11）测速发电机静止时脉动磁通Φ1与输出绕组N2的轴线垂直，Φ1与N2没有交链，因而输出绕组中无感应电动势，输出电压U2=0。Φ1N2U2=0异步式交流测速发电机原理示意图输出绕组中不会有感应电流流过。励磁绕组N1入励磁电压U1，绕组中流过电流I1，在励磁绕组的轴线方向产生交变脉动磁通Φ1，Φ1正比于U1。2、交流测速发电机的基本工作原理n2）测速发电机旋转时Φr·×××··U2Er当测速发电机以转速n旋转时，杯形转子切割脉动磁通Φ1，在转子中感应出电动势Er，其方向由右手定则确定。由于Φ1随时间正弦变化，频率是f1，所以Er也是正弦电动势，频率也是f1，其有效值为：Er=CeΦ1n。杯形转子可看作由无数条并联导体组成，Er在其中产生同频率的转子电流Ir。由于杯形转子为高阻值，