4.5 测速发电机.ppt
测速发电机
直流伺服电动机 控制对象（火炮）
直流测速发电机
图7.3.4 模拟式随动系统原理图
教学重点： 教学难点：
小结
1 掌握直流测速发电机的输出特性及减小误差方法 2 掌握交流异步测速发电机的工作原理 3 掌握交流异步测速发电机的输出特性及误差
异步测速发电机的输出特性为什么是线性的？
作 业：
P338：7.10
减小剩余电压误差的方法：选择高质量的各方向 特性一致的磁性材料，在机加工和发电机的应用 测速发电机在自动控制系统和计算装置中通常作 为测 速元件、校正元件、解算元件等。
直流测速发电机在模拟式随动系统中的应用，如图7.3.4。
手轮
自整角机
放大器
图7.3.2 异步测速发电机工作原理
1、n=0电机不转 输出电压 U2=0
2、n 0 电机旋转
切割电动势大小:
Er Crd n
q Frq Fr Er n
切割电动势 计算公式
E2 q n
即：输出绕组的感应电动势的幅值正 比于电机的转速。
二、异步测速发电机的输出特性
U2 理想输出 特性
态
⑷ 纹波的影响。电机结构和加工误差引起，加入滤波电路
7.3.2 交流异步测速发电机
分为同步测速发电机和异步测速发电机两种，其中异步测速发电机应用 广泛，其又分为笼型和空心杯型两种。空心杯型测速发电机测量精度高、 转动惯量小，性能稳定，适于快速系统，应用比较广泛。
一、空心杯转子异步测速 发电机的工作原理
U2
Ea 1 Ra
Cn
RL
n
图7.3.1 不同负载电阻时的输出特性
二、直流测速发电机的误差及减少误差的方法
1. 直流测速发电机的误差 ⑴ 电枢反应的影响； ⑵ 电刷接触电阻的影响； ⑶ 温度的影响； ⑷ 纹波的影响。
测速发电机ppt资料
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。
《测速发电机》PPT课件
直流测速发电机是控制系统中的一个重要测量转 换元件。另外作为校正元件用于改善系统品质，作为反馈 元件用于速度反馈。
• 分类：永磁式：磁场变化小，稳定。
电磁式：磁场随电阻的改变而改变，不稳定。
• 转子、定子及电刷和换向器组成。电枢绕组在转子上。磁极 在定子上，一般采用永磁体作磁极。
5.2基本关系式与输出特性
一、基本关系式
基本关系式与发电机相似。
Ea
Ra Ia
La
d Ia dt
Ua
Ea Ra Ia Ua
U a RL Ia
Ea Ce n Ke
T T T 1
0
em T1很小，若果很大，会影响被测装置的运行
感应电势的大小与转速成正比，电势的方向由转速 的方向所决定。
二、空载输出特性
k '
Ce0
L 1 Ra
RL
ks
ki kL'
0
Ua0
Ce0
1 Ra
n kL'n
RL
U a
Ua0 Ua U a0
k
L'nFra bibliotek1k k
L s
'
n RL
kL'n
1
1 RL
ksn
转速升高，负载电阻变小，都使输出电压误差增大。 测速发电机的技术条件中都注明最高转速和最小负 载电阻值，以防超差。
• 二、延迟换向去磁
正 方 感比向应于，出大 频E小率r 和与为转电f速流的。变I产2 和压生器转的电速磁势成通，正大比2 小。频为该率磁E为通2f在，C输3方出2向绕为组C交4中n轴
4.5 测速发电机
输出电压的频率为励磁电源频率，有效值正比与转速。 输出电压的频率为励磁电源频率，有效值正比与转速。
5.3.3 感应测速发电机的输出特性
感应测速发电机的输出特性是指当转轴上有转速信号n输入时，定子 输出电压的大小和相位随转速的变化关系，分别称为电压幅值特性和 电压相位特性。
1. 电压幅值特性
电压幅值特性是指当励磁电压U f 和 频率 f1 为常数时，感应测速发电机 输出电压 U 2 与转速 n 间的函数关系， 即
图5-1 直流测速发电机原理电路
当接负载时，电压平衡方程式为 U a = E a − I a Ra
5.2.1 输出特性
由于负载电流 I a = U a / RL ，可得
U a = Ea /(1 + Ra / RL ) = CeΦ n /(1 + Ra / RL )
可以看出，只要保持 Φ、Ra、RL 不变，Ua与n之间就成正比关 系。当负载RL变化时，将使输 出特性斜率发生变化。 改变转子转向，Ua的极性随之改变。 图5-2 不同负载时的理想输出特性
5.2.2 直流测速发电机的误差及其减小方法
5. 电刷接触压降对输出特性的影响
考虑到电刷接触电压的影响，输出特性的方程式可改写为
U a = E a − I a Ra = E a − I a RW − ∆U b
即 ∆U b 的变化规律
U a = (C eΦ n − ∆U b ) /(1 + RW / RL )
5.2 直流测速发电机
按励磁方式不同，直流测速发电机可分为电磁式和永磁式两大类。其 结构和工作原理与普通直流发电机基本相同。
5.2.1 输出特性
输出特性是指输出电压Ua与输入 转速n 之间的函数关系。 当直流测速发电机的输入转速为 n，且励磁磁通恒定不变时，电 枢电动势为
项目四测速发电机
对发动机性能的要求不断提高，对测速发电机的需求也随之增加。
02
工业自动化
在自动化设备中，测速发电机用于监测电机的转速，确保设备的稳定运
行。随着工业自动化的推进，对测速发电机的需求也在不断增加。
03
航空航天
在航空航天领域，测速发电机用于测量飞行器的转速和角速度等参数，
确保飞行器的安全和稳定。随着航空航天技术的发展，对高性能、高可
未来发展趋势预测
高效能化
随着科技的不断进步，未来测 速发电机将更加注重高效能化
，提高能源利用效率。
智能化
引入人工智能、大数据等先进 技术，实现测速发电机的智能 化运行和维护。
绿色环保
环保意识的提高将推动测速发电 机向更加环保的方向发展，如采 用清洁能源、降低噪音等。
多功能化
未来测速发电机可能不仅具备测 速功能，还将集成更多附加功能
选型与使用注意事项
选型原则
在选择交流测速发电机时，应根据实际需要选择合适的型号和规格，主要考虑转速范围、精度等级、 负载能力等因素。
使用注意事项
在使用交流测速发电机时，应注意以下几点：正确安装和调试；保持良好的工作环境；定期维护和保 养；避免过载和超速运行。这些措施有助于保证发电机的正常运行和延长使用寿命。
04
测速发电机信号处理与显 示技术
信号处理技术
滤波技术
通过滤波器去除信号中的噪声和干扰，提高信号 的信噪比。
放大技术
采用放大器对微弱信号进行放大，提高信号的幅 度和可检测性。
转换技术
将模拟信号转换为数字信号，以便进行后续的数 字信号处理和分析。
显示技术
液晶显示技术
利用液晶分子的旋光效应，通过控制 液晶分子的排列状态来显示图像。
第03章-测速发电机资料
控制电机第三章测速发电机第一节直流测速发电机第二节交流测速发电机第三节特种测速发电机*第四节测速发电机的选用测速发电机是一种把输入的转速信号转换成输出的电压信号的机电式信号元件，它可以作为测速、校正和解算元件，广泛应用于各种自动控制系统之中。
自动控制系统对测速发电机的性能要求，主要是精度高、灵敏度高、可靠性好，包括以下五个方面：（1）输出电压与转速之间有严格的正比关系。
（2）输出电压的脉动要尽可能小。
（3）温度变化对输出电压的影响要小。
（4）在一定转速时所产生的电动势及电压应尽可能大。
（5）正反转时输出电压应对称。
测速发电机主要可分为直流测速发电机和交流测速发电机。
直流测速发电机具有输出电压斜率大，没有剩余电压及相位误差，温度补偿容易实现等优点；而交流测速发电机的主要优点是不需要电刷和换向器，不产生无线电干扰火花，结构简单，运行可靠，转动惯量小，摩擦阻力小，正、反转电压对称等。
第一节直流测速发电机一、基本结构图3-1 直流测速发电机的基本结构(a)(b)fU 2U 2U永磁式直流测速发电机的优点是省略了励磁电源，结构简单，体积小，效率高；缺点是永磁体的磁性能会受到温度变化和电机振动的影响，长期使用电机性能会逐渐衰减。
另外，高性能的永磁材料是这种测速发电机造价较高的主要因素。
这两种直流测速发电机的转子结构及电枢绕组与小功率直流发电机是完全一样的。
二、工作原理直流测速发电机的工作原理与小功率直流发电机完全相同。
当主磁通Φ一定时，直流发电机电枢绕组的感应电动势为nC E Φe a =（3-1）a a a 2R I E U -=（3-2）电压平衡方程电动势系数设负载电阻为R L ，则，所以L2a R U I =a e 2a aL L11E C U n nR R R R Φβ===++（3-3）输出特性斜率e a L 1/C R R Φβ=+在理想情况下，主磁通Φ、电动势系数C e 、电枢电阻R a 和负载电阻R L 都是常数，即输出特性的斜率β保持不变，因此，直流测速发电机的输出电压与转速成正比，如图3-2所示。