1永磁式直流测速发电机
直流测速发电机的工作原理
直流测速发电机的工作原理
直流测速发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
它的工作原理基
于法拉第电磁感应定律，即在一个导体内，当磁通量发生变化时，就
会产生感应电动势。
直流测速发电机的结构包括转子、定子和磁场系统。
其中，转子是由
永磁体和轴承组成的旋转部分；定子是由线圈和铁芯组成的固定部分；磁场系统则是由永磁体和铁芯组成的。
当转子旋转时，永磁体在定子线圈周围产生一个恒定的磁场。
如果此
时有导体穿过这个恒定磁场，就会在导体内产生感应电动势。
但是，
仅靠这个恒定的磁场无法产生稳定的电压输出。
因此，在直流测速发电机中还需要加入一个可变磁场来增强感应电动势。
这个可变磁场是通过在永磁体上加上一些线圈来实现的。
当这些
线圈通电时，它们会在永磁体周围产生一个可变的辅助磁场。
当转子旋转时，导体就会穿过这个恒定磁场和可变磁场，从而产生感
应电动势。
这个感应电动势会通过导线输出，可以用来驱动负载或充
电电池。
需要注意的是，在使用直流测速发电机时，必须保证转子的旋转速度足够快，才能产生稳定的电压输出。
因此，在实际应用中，通常需要使用齿轮或皮带等机械传动装置来提高转速。
总之，直流测速发电机是一种将机械能转化为电能的装置，其工作原理基于法拉第电磁感应定律。
通过在永磁体上加入可变线圈来增强感应电动势，并通过导线输出产生的电压。
在实际应用中需要保证转子足够快的旋转速度才能产生稳定的输出。
直流测速发电机的工作原理
直流测速发电机的工作原理直流测速发电机是一种常用的测速、测量设备，它通过转动磁场产生电势差来测量物体的转速。
它是基于霍尔效应和电磁感应原理设计制造的一种精密仪器。
本文将详细介绍直流测速发电机的工作原理及其应用。
直流测速发电机的内部结构包括转子、定子和霍尔元件。
转子由永磁体和几个磁极组成，固定在被测物体上。
定子由线圈组成，是发电机的主要发电部件。
霍尔元件位于定子上方，并与磁铁相对应，用于感应磁场的变化。
当被测物体旋转时，磁铁的磁场也随之变化。
这种变化被霍尔元件感应到，霍尔元件将磁场变化转化为电压变化，并将其输出给直流测速发电机。
发电机接收到电压信号后，将其转换为测量物体的转速信息。
直流测速发电机的工作原理主要依赖于两个物理规律，即霍尔效应和电磁感应。
首先是霍尔效应。
霍尔效应是指当导电材料通过电流的作用，竖立在磁场中时，会在其两侧产生一定的电压。
这是因为磁场会使电子在导体内发生偏移，产生一种电势差。
直流测速发电机中的霍尔元件利用了这一效应，将转速变化转化为电压变化。
其次是电磁感应。
根据电磁感应原理，当导体相对磁场运动时，导体内部会产生感应电流。
直流测速发电机中的定子线圈通过电磁感应的方式，将被测物体的转速转化为电流输出。
基于霍尔效应和电磁感应原理，直流测速发电机能够准确测量物体的转速。
通过将测得的电压信号进行放大和处理，可以得到精确的转速数据。
直流测速发电机的应用非常广泛。
在工业生产中，它常被用于测量各种旋转设备的转速，如发动机、风机、电机等。
此外，直流测速发电机还可以用于运动控制系统中，实时监测运动的速度和位置。
值得注意的是，在实际使用直流测速发电机时，需要根据被测物体的特性和要求进行合适的参数设置。
例如，可以根据实际需要选择合适的线圈匝数、永磁体的强度和霍尔元件的位置。
总之，直流测速发电机是一种基于霍尔效应和电磁感应的测速设备，其工作原理简单而有效。
通过将物体转速转化为电压信号，它可以提供准确的转速测量数据。
微特电机及系统答案
微特电机及系统答案【篇一：微特电机试卷】（a）增高电压（b）增大电流（c）增加通电相数2.交流异步伺服电动机相对于普通的异步电动机，异步伺服电动机具有：（ b ）（a）电流、电压较高（b）较大的转子电阻（c）功率比普通电机大3.多台自整角接收机并联起来使用可以将同一转角信号传输到几个不同的地点，但必须限制并联台数，否则就会：（ a ）（a）降低系统精度（b）多消耗电能（c）发送带不起来4.直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是：（b）（a）为了使启动过程平稳（b）为了减小起动电流（c）为了起动转矩二.填空1.直流伺服电动机有（磁极控制）和（电枢控制）两种控制方式，其中以（电枢控制）应用较多。
2.根据转子结构特点，交流同步伺服电动机可分为（永磁式）（磁阻式）和（磁滞式）三种。
3.在电机转子体积、电枢电流、电流密度和气隙磁通密度相同的条件下，电枢直径增大1倍，电磁转矩也增大（ 1 ）倍。
4.表征异步测速发电机性能的主要技术指标有（线性误差）（相位误差）和（剩余误差）。
5.测速发电机在自动控制系统中是一个非常重要的原件，它可作为（测量元件）（校正元件）（阻尼元件）、解算元件和角加速度信号元件等。
6.反应式步进电动机的工作原理是建立在磁力线力图通过磁阻最小的路径，产生（反应转矩）来驱动转子转动。
7.自整角机必须成对或成组使用，主令轴上装得是（自整角发送机），从动轴上装的是（自整角接收机）。
8.旋转变压器在结构上与绕线式异步电动机相似，定、转子均为（隐级结构），并分别放置两相（正交绕组）。
9.无刷直流电动机使用（功率电子开关）及（位置传感器）代替传统直流电动机的（电刷）和（换向器）。
10.开关磁阻电机的基本控制方法是（电流斩波控制）和（角位置控制）。
前者适用于（低速）运行，后者适用于（高速）运行。
三.判断2.异步伺服电动机当控制电压发生变化时，电机转速也发生相应变化，因而达到控制转速的目的。
（√）4.在使用异步测速发单机时，电机的工作转速不应超过规定的转速范围。
直流、交流测速发电机的工作原理
直流、交流测速发电机的工作原理来源：机械专家网发布时间：2010-03-20 机械专家网一、直流测速发电机：1、直流测速发电机的工作原理：在空载时，直流测速发电机的输出电压就是电枢感应电动势。
显然输出电压与转速成正比。
2. 误差分析直流测速发电机的输出电压与转速要严格保持正比关系在实际中是难以做到的，其实际的输出特性为图中实线，造成这种非线性误差的原因主要有以下三个方面：（1）电枢反应直流测速发电机负载时电枢电流会产生电枢反应，电枢反应的去磁作用使气隙磁通Φ0减小，使输出电压减小。
从输出特性看，斜率将减小，而且电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越显著，输出特性斜率减小越明显，输出特性直线变为曲线。
（2）温度的影响如果直流测速发电机长期使用，其励磁绕组会发热，其绕组阻值随温度的升高而增大，励磁电流因此而减小，从而引起气隙磁通减小，输出电压减小，特性斜率减小。
温度升得越高，斜率减小越明显，使特性向下弯曲。
可在励磁回路中串接一个阻值较大而温度系数较小的锰铜或康铜电阻，以减小由于温度的变化而引起的电阻变化，从而减小因温度而产生的线性误差。
（3）接触电阻如果电枢电路总电阻包括电刷与换向器的接触电阻，那么输出电压受接触电阻压降影响总是随负载电流变化而变化，当输入的转速较低时，接触电阻较大，使此时本来就不大的输出电压变得更小，造成的线性误差很大；当电流较大的，接触电阻较小而且基本上趋于稳定的数值，线性误差相对而言小得多。
另外，直流测速发电机输出的是一个脉动电压，其交变分量对速度反馈控制系统、高精度的解算装置有较明显的影响。
二、交流测速发电机：交流测速发电机分为同步测速发电机和异步测速发电机。
在实际应用中异步测速发电机使用较广泛。
交流异步测速发电机工作原理交流异步测速发电机与交流伺服电动机的结构相似，其转子结构有笼型的，也有杯型的，在自动控制系统中多用空心杯转子异步测速发电机。
空心杯转子异步测速发电机定子上有两个在空间上互差90°电角度的绕组，一为励磁绕组，另一为输出绕组。
《微特电机及系统》复习题及参考答案_V11
《微特电机及系统》复习题及参考答案题目后面的页码参照《微特电机及系统》(第二版) 程明主编1.微特电机在国民经济各个领域中的应用十分广泛，主要有航空航天、现代军事装备、现代工业、信息与电子产品、现代交通运输、现代农业及日常牛活等方面。
P12.根据微特电机的用途，可以将其分为驱动用和控制用微特电机两大类。
P23.伺服电动机也称为执行电动机，它将电压信号转变为电机转轴的角速度或角位移输出。
P84.按转子结构的不同，同步伺服电动机可分为永磁式、磁阻式、磁滞式三种。
P355.自动控制系统对测速发电机的要求主要有精确度高、灵敏度高、可靠性好。
P496.7.8.9.式等。
和转换。
P424.交流异步伺服电动机有幅值控制、相位控制、幅相控制及双相控制四种控制方法。
P2825.自整角机按其输出量不同可分为力矩式和控制式自整角机两类。
P10026.直流测速发电机产牛误差的原因主要有电枢反应的影响、电刷接触电阻的影响、电刷位置的影响、温度的影响及纹波的影响。
P5127.步进电动机的种类很多，主要有反应式、永磁式、混合式三种。
P12728.永磁无刷直流电动机主要由永磁电动机本体、转子位置传感器、功率电子开关三部分组成.P15229.自动控制系统对伺服电动机的要求主要包括哪些方面？ P8①调速范围宽②机械特性和调节特性为曲线③无“自转’现象④动态响应快。
30.直流测速发电机按励磁方式分有哪几种？各有什么特点？ P50答：按励磁方式分，直流测速发电机主要有电励磁和永磁式两种。
1)加工中保证严格的工艺要求2)采用正弦绕组和短距绕组3)选择合理的齿槽配合4)电路上采用一次侧补偿、二次侧补偿、或一次侧二次侧同时补偿来加以消除33.简述永磁同步电动机直接起动比较困难的原因。
P37答：其主要原因是，刚合上电源起动时，虽然气隙内产生了旋转磁场，但转子还是静止的，转子在惯性的作用下，跟不上旋转磁场的转动，因此定子和转子两对磁极之间存在着相对的运动， 转子所受到的平均转矩为零。
2018高级维修电工试题_07
试卷七一，单选题1.电容滤波电路中整流二极管的导电时间( ),导通角( )180°A.延长:大于B.缩短;小于C.延长:小于D.不变;等于2.电阻器的阻值及精度等级一般用文字或数字直接印于电用器上。
银色允许偏差为()A.±5%B.±10%C.±15%D.±20%3.变电所直流小母线和控制盘的电压小母线,在断开所有连接支路时,其绝缘电阻不应小于( )。
A.1MΩB. 4MΩC. 8MΩD. 10MΩ4.JwK型经济型数控机床系统通电后,如果长时间不运行,应将功放开关置于( )位置A.接通B.断开C.手动D.选择5.空气阻尼式时间继电器调节延时的方法是( )A.调节释放弹簧的松紧B.调节铁芯与衔铁间的气隙长度C.调节进气孔的大小D.以上选项都不正确6.符合文明生产要求的做法是( )A.为了提高生产效率,增加工具损坏率B.下班前搞好工作现场的环境卫生C.工具使用后随意摆放D.冒险带电作业7.三极管工作于放大区的条件为( )A.发射结正偏,集电结反偏B.发射结反偏或零偏,集电结反偏C.发射结和集电结均正偏D.发射结和集电结均反偏8.下列不属于常用输出电子单元电路的功能有( )。
A.取信号能力强B.带负载能力强C.具有功率放大D.输出电流较大9永磁式直流测速发电机受温度变化的影响较小,输出变化小,( ) A.斜率高,线性误差大 B.斜率低,线性误差大C.斜率低,线性误差小D.斜率高,线性误差小10.当可编程控制器某单元运行、( )正常时,该单元上的运行指示灯一直亮。
A.自检B.调节C.保护D.监控11.在x0按下过程中,以下程序运行时( )12.与环境污染相近的概念是( )。
A.生态破坏B.电磁辐射污染C.电磁噪声污染D.公害13.正弦交流电的初相角通常用不大于( )的电角度来表示。
A 90° B.180° C.270° D.360°14.直流测速发电机,电枢绕组的电动势大小与转速( )。
2024年苏州低压电工考试实操低压电工实操考试(全国通用)
本套试卷为电工精选题库，总共300道题！题目几乎覆盖电工常考的知识点。
题库说明：本套电工题库包含（单项选择题200道，多选题50道，判断题50道）一、单选题(共计200题,每题1分)1.《电力设施保护条例》是( )。
A.行政法规B.法律C.部门规定D.基本法律答案:A2. 在TN-S系统中，用电设备的金属外壳应当接( )干线。
A.PENB.NC.PED.按地答案:A3. 能使继电器动合接点由断开状态到闭合状态的( )电流称为动作电流。
A.最大B.最小C.所有答案:B4. 人工急救胸外挤压法已经以每分钟约( )次的频率有节奏均匀的挤压,挤压与放松的时间相当。
A.100B.80C.60答案:A5. 降压配电变压器的输出电压要高于用电设备的额定电压,目的是( )。
A.补偿功率因数B.减小导线截面C.补偿线路电压损失答案:C6. 在办理停电.送电手续时,严禁( )停电.送电。
A.规定时间B.约定时间C.延长时间答案:B7. 三相电能表采用多层切槽粘合圆盘，是为了( )。
A.相序补偿；B.减小元件间的电磁干扰；C.改善由于元件间电磁的不平衡，引起的潜动；D.改善相角误差特性。
答案:B8. 电路如题4图所示，设各电流表内阻为零。
若电流表A的读数为3A,电流表A1的读数为1A，则电流表A2的读数是( )A.2AB.AC.3AD. A答案:B9. SF6断路器调整时，相间中心距离误差不应大于( )。
A.5mmB.10mmC.12mmD.15mm答案:A10. 在TN-S接零保护系统中PE线表示( )。
A.相线B.中性线C.工作零线D.保护零线答案:D11. 常用的稳压电路有( )等.A.稳压管并联型稳压电路B.串联钽稳压电路C.开关型稳压电路D.以上都是答案:D12. 测量二次回路的绝缘电阻应使用( )A.500V摇表B.1000V摇表C.2500V摇表D.5000V摇表答案:B13. 电力负荷的单位通常用( )表示。
高级电工判断(1)
1、永磁式测速发电机的输出电动势具有斜率高特性成线性无信号区小或剩余电压小正转和反转时输出电压不对称度小对温度敏感低等特点。
( )A2、锯齿波触发电路由锯齿波产生与相位控制脉冲形成与放大强触发与输出双脉冲产生等四个环节组成。
( )A3、交流测速发电机有异步式和同步式两类，应用较为广泛的是异步测速发电机。
( )A4 、X62W铣床的回转控制可以用于普通工作台的场合.( )B5、稳压二极管的符号与普通二极管的符号是相同的。
( )B6、市场经济时代，勤劳是需要的，而节俭则不宜提倡。
( )B7、三相可控整流触发电路调试时，首先耍保证三相同步电压互差60°。
( )B8、测速发电机作计算元件用时，应着重考虑其线性误差要小，电压稳定性要好，线性误差一般要求δx≤0. 05%-0 .1%。
( )A9、从闭环控制的结构上看，电压电流双闭环系统的组成是：电流环处在电压环之内，故电压环称内环，电流环称为外环。
( )B10.、PLC外围出现故障一定不会影响程序正常运行。
( )B11、电压负反馈调速系统中，PI调节器的调节作用能使电机转速不受负载变化的影响。
( ) B12、变频器利用增加输出电流来提高电动机转矩的方法，称为转矩补偿法。
( )B13、电动机与变频器的安全接地必须符合电力规范，接地电阻小于4Q。
( )A14、输出软元件可以强制执行。
( )15.、PLC程序可以分几段下载。
( )B16、调节器是调节与改善系统性能的主要环节。
( )A17. 、X62W铣床的主轴电动机Ml采用了全压启动方法。
( )A18. 、X62W铣床主轴电动机不能启动的原因之一是热继电器动作后没有复位。
( )A19、测绘X62W铣床电气控制主电路图时要正确画出电源开关QS熔断器FUl接触器KMl-KM6热继电器FRl-FR3电动机Ml-M3等。
( )A20.、T68镗床的主轴电动机采用了△-YY变极调速方法。
( )A21.、多速电机不适于用PI.C进行控制。
直流测速发电机的工作原理
Ia
=
Ua RL
（3-4）
经化简后为
U a= Ea
−
U R
a L
Ra
Ua
=
Ea
1+
Ra RL
=
Ke
1+
Ra RL
n = Cn
（3-5）
式中
C
=
Ke
1+
Ra RL
C 为测速发电机输出特性的斜率。当不考虑电枢反应，且认为Φ、 Ra 和 RL 都能保持为常
数，斜率 C 也是常数，输出特性便有线性关系。对于不同的负载电阻 RL ，测速发电机输出特性
（1）输出电压与转速保持良好的线性关系； （2）剩余电压（转速为零时的输出电压）要小； （3）输出电压的极性和相位能反映被测对象的转向； （4）温度变化对输出特性的影响小； （5）输出电压的斜率大，即转速变化所引起的输出电压的变化要大； （6）摩擦转矩和惯性要小。 此外，还要求它的体积小、重量轻、结构简单、工作可靠、对无线电通讯的干扰小、噪声 小等。
1
此外，还有性能和可靠性更高的无刷测速发电机。
§3-2 直流测速发电机
一、直流测速发电机的型式 直流测速发电机实际上是一种微型直流发电机。按励磁方式可分为两种型式。 １．电磁式 表示符号如图 3-2（a）所示。定子常为二极，励磁绕组由外部直流电源供电，通电时产生 磁场。目前，我国生产的 CD 系列直流测速发电机为电磁式。 2．永磁式 表示符号如图 3-2（b）所示。定子磁极是由永久磁钢做成。由于没有励磁绕组，所以可省 去励磁电源。具有结构简单，使用方便等特点，近年来发展较快。其缺点是永磁材料的价格较 贵，受机械振动易发生程度不同的退磁。为防止永磁式直流测速发电机的特性变坏，必须选用 矫顽力较高的永磁材料。目前，我国生产的 CY 系列直流测速发电机为永磁式。
维修电工高级理论知识试卷(3)
201604职业技能鉴定国家题库维修电工高级理论知识试卷（3）1.X62W铣床的主电路有电源总开关QS、熔断器FU1、接触器KM1~KM6、热继电器FR1~FR3、电动机M1~M3、（A ）等组成。
A、快速移动电磁铁B、按钮SB1~SB6C、位置开关SQ1~SQ7D、速度继电器KS2、( A )由于它的机械特性接近恒功率特性，低速时转矩大，故广泛用于电动车辆牵引。
A、串励直流电动机B、并励直流电动机C、交流异步电动机D、交流同步电动机3、时序逻辑电路的计数控制端无效，则电路处于(B)状态。
A、计数B、保持C、置1D、置04、20/5t桥式起重机的小车电动机可以有凸轮控制器实现( D )的控制。
A、能耗制动B、减压制动C、启停和调速D、正反转5、在转速电流双闭环调速系统中，调节给定电压，电动机转速有变化，但电枢电压很低。
此故障的可能原因是(A)。
A、主电路晶闸管损坏B、晶闸管触发角太小C、速度调节器电路故障D、电流调节器电路故障6、PLC编程软件的功能不包括(B)。
A、指令转化梯形图B、输出波形图C、程序上载D、监控仿真7、测量交流电流应选用（B ）电流表。
A、整流系B、电磁系C、感应系D、磁电系8、以下不属于PLC外围输入故障的是(D)。
A、接近开关故障B、按钮开关短路C、传感器故障D、继电器9、下图是PLC编程软件的( B )按钮。
A、写入按钮B、读取按钮C、仿真按钮D、程序检测按钮10、台钻钻夹头的松紧必须用专用( D )，不准用锤子或其它物品敲打。
A、工具B、扳子C、钳子D、钥匙11、双闭环调速系统中转速调节器一般采用PI调节器，I参数的调节主要影响系统的( A )。
A、稳态性能B、动态性能C、静差率D、调节时间12、三相全控桥式整流电路电感性负载，控制角a增大，输出电压（ A ）。
A、增大B、不变C、减小D、不定13、X62W铣床的主电路由（ B ）、熔断器FU1、接触器KM1~KM6、热继电器FR1~FR3、电动机M1~M3、快速移动电磁铁YA等组成。
电工国家职业资格三级(高级)理论精选试题
电工国家职业资格三级（高级）理论精选试题一、单选题(第1题～第60题。
选择一个正确的答案，将相应的字母填入题内的括号中。
每题1.0分，满分60分。
)1.异步测速发电机的空心杯转子是用()材料做成的。
(A)低电阻(B)高电阻(C)低导磁(D)高导磁2.双闭环调速系统包括电流环和速度环，其中两环之间关系是()。
(A)电流环为内环，速度环为外环(B)电流环为外环，速度环为内环(C)电流环与速度环并联(D)两环无所谓内外均可3.时序逻辑电路的计数器按与时钟脉冲关系可分为()。
(A)加法计数器(B)减法计数器(C)可逆制计数器(D)以上都是4.晶闸管触发电路发出触发脉冲的时刻是由()来定位的，由偏置电压来调整初始相位，由控制电压来实现移相。
(A)脉冲电压(B)触发电压(C)异步电压(D)同步电压5.根据生产机械调速特性要求的不同，可采用不同的变频调速系统，采用()的变频调速系统技术性能最优。
(A)开环恒压频比控制(B)无测速矢量控制(C)有测速矢量控制(D)直接转矩控制6.电气控制线路图测绘的方法是先画主电路，再画控制电路；先画输入端，再画输出端；先画主干线，再画各支路；()。
(A)先简单后复杂(B)先复杂后简单(C)先电气后机械(D)先机械后电气7.555定时器构成的单稳态触发器单稳态脉宽由()决定。
(A)输入信号(B)输出信号(C)电路电阻及电容(D)555定时器结构8.一般中型工厂的电源进线电压是()。
(A)380kV(B)220kV(C)10kV(D)400V9.集成译码器74LS42是()译码器。
(A)变量(B)显示(C)符号(D)二--十进制10.用万用表的直流电流档测直流电流时，将万用表串接在被测电路中，并且()。
(A)红表棒接电路的高电位端，黑表棒接电路的低电位端(B)黑表棒接电路的高电位端，红表棒接电路的低电位端(C)红表棒接电路的正电位端，黑表棒接电路的负电位端(D)红表棒接电路的负电位端，黑表棒接电路的正电位端11.T68镗床的()采用了△-YY变极调速方法。
永磁式直流测速发电机的特点
永磁 式 直 流 测 速 发 电机 的特 点
邢 琦 ，刘环鹏
（ 黑龙江 省电子信息产品监督 检验 院 ，哈尔滨 １０９ ） ５００
ｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ｄ ｉｓｍａｎ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ｅ ｍａ ｅ ｔｍａ ｎ ｔＤＣ ａ ｔ ｉ ｈ ｒｃｅ ｔ ． ｎ ｉ ｃ Ｋ ｅ ｒ ｓ： ＤＣ ｔｒ ｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ； ｔｃ ｏ ｅ ａｏ ｙ ｗｏ ｄ ｍｏｏ ； ｅｍａ ｅ ｔｍａ ｎ ｔ ａ ｈ ｇ ｎ ｔｒ
线性误差小，可靠性好 ，寿命长等特点。介绍了永磁直流测速发 电机的设计及其主要特点。
关 键词 ：直流 电机 ；永磁 ；测速 发 电机
Ｃｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｐｅ ｍ ａ ｅ ｔ ｍ ａ ｎ ｔＤＣ ａ ｈ ｇ ｎ ｔ ｒ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｓ ｏ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ｔｃ ｏ ｅ ａｏ
１ 永 磁 直 流 测速 发 电机 的特 点
永磁 直 流测速 发 电机 是一 种将 转 子速 度转 换为 电气 信 号的机 电式 信号元 件 ， 伺 服 系统 中的基 本 是 元 件 之一 。作 为测速 、 校正 、 算元 件 ，它被广 泛应 解 用于 各种 速度 和位 置控制 系统 中。永 磁式 直流 测速
ｍａｅ ａ ａ ｅ ｎ ｐ ｏ ｕ ｅ ｄ ａ ｐ ｉ ．Ｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ａ ｈ ｇ ｎ ｔｒｉ ｓ ｄ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｆｆｅ － ｔｒ ｌｈ ｓｂ ｅ ｒｄ ｃ ａ ｐ ｌ ｉ ｄ ｎ ｄ ｅ ｅ ｍａ ｅ ｔｍａ ｎ ｔＤＣ ｔｅ ｏ ｅ ａｏ ｓ ｕ ｅ ｓｔ ｏ ｏ ｅ ｔｏ ｄ ｈ ｅ ｂ ｃ ｒｄａ ｉ ｇ．Ｉ ｄ ｉ ｏ ｏ ｔｅ ａ ｖ ｔｇ ｓｏ ｌ ｎ ｔｃ ｏ ｅ ａｔｒ ｔｈ ｅ ｅ ｆｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓｓ ｃ ａ ｋ ｏ ｍｐｎ ｎ ａ ｄ ｔ ｎ ｔ ｄ ａ ａ ｅ ｆｃ ｍｏ ａ ｈ ｇ ｎ ｏ ，ｉ ａ ａ ｓ ｒ ｓｏ ｈ ｒｃｅ ｔｃ ｕ ｈ ｉ ｈ ｎ ￣ｎ ｓ ｉ ｉ
测速发电机
EE
东南大学电气工程学院
EE
东南大学电气工程学院
Chapter 3
Tachogenerator
Chapter 3
E r = C 2 nΦ d
Tachogenerator
转子杯导条切割磁通Φd而产生旋转电动势Er，其交 变频率为f，大小为 当磁通Φd的幅值恒定时，则电动势Er与转子的转速 成正比。
n ∝ Er ∝ I r ∝ Φ q U 2 ∝ E2 ∝ Φ q ∝ n
负载阻抗对输出特性的影响
EE
东南大学电气工程学院
EE
东南大学电气工程学院
Chapter 3
Tachogenerator
Chapter 3
Tachogenerator
产生误差的原因及其改 进措施： 1. 气隙磁通的Φd的变化 2. 励磁电源的影响
励磁电压的幅值、频率、波 形都会对输出电压产生影响
主要技术指标及其改进措施： 1. 线性误差
¾ 直流测速发电机的性能指标
1. 线性误差∆U% ∆U m ∆U % = × 100% U am 2. 最大线性工作转速nm 3. 输出斜率Kg 4. 最小负载电阻RL 5. 不灵敏区∆n 6. 输出电压的不对称度 ∆U a 2 K ub = × 100% U av
二、交流测速发电机
1 同步测速发电机 因感应电势频率随转速而变，致使电机本身的阻 抗及负载阻抗均随转速而变化，因此，输出电压不 再与转速成正比关系。故同步测速发电机应用较少。 2 异步测速发电机 结构与杯形转子交流伺服电动机类似，由内、外 定子，非磁性材料制成的杯形转子等部分组成。 定子上放置两个在空间相互垂直的单相绕组，一 个为励磁绕组，另一个为输出绕组。
输出特性
直流测速发电机应用案例
直流测速发电机应用案例有关直流测速发电机特点、应用、控制的研究摘要：直流测速发电机是一种测速元件，它把转速信号转换成直流电压信号输出。
直流测速发电机广泛地应用于自动控制、测量技术和计算机技术等装置中。
直流测速发电机可分为电磁式和永磁式两种。
电磁式励磁绕组接成他励，永磁式采用矫顽力高的磁钢制成磁极。
由于永磁式不需另加励磁电源，也不因励磁绕组温度变化而影响输出电压，故应用较广。
关键词：直流测速发电机特点应用控制研究0引言:直流测速发电机是一种微型直流发电机，实质是一种转速测量传感器，将机械速度转变为电压信号，在自动控制系统和计算装置中作为检测元件、校正元件等。
在恒速控制系统中，测量旋转装置的转速，向控制电路提供与转速成正比的信号电压作为反馈信号，以调节速度。
工作原理如图。
当被测装置带动发电机电枢旋转，电枢产生电动势Ea，其大小为Ea=KEφn发电机的输出电压为：U=Ea-RaIa=KEφn-RaIa又：Ia=U/RL故：U=(KEφ/1+ (Ra/RL))n可见，当励磁电压Uf保持恒定时，φ亦恒定，若Ra、RL不变，输出电压U的大小与转速n成正比（U=k n）。
对于不同的负载电阻RL，测速发电机输出特性的斜率有所不同，如图2。
由于电机电枢反应，使输出电压与转速有一定的线性误差。
RL越小、n越大，误差越大。
因此，应使RL和n的大小符合直流测速发电机的技术要求，以确保控制系统的精度。
2012年4月30日直流测速发电机的输出特性图为直流测速发电机在恒速控制系统中的应用图。
其中，直流伺服电动机S M拖动机械负载，要求负载转矩变动时，系统转速不变。
SM同轴连接直流测速发电机TG，将TG输出电压送入系统的输入端作为反馈电压Uf，且Uf与给定电压恒速控制系统原理图1直流测速发电机特点：自动控制系统对其元件的要求，主要是精确度高、灵敏度高、可靠性好等。
据此，直流测速发电机在电气性能方面具有以下几项特点：3.1输出电压和转速的关系曲线(即为输出特性)应为线性； 3.2温度变化对输出特性的影响要小； 3.3输出特性的斜率要大；3.4输出电压的纹波要小，即要求在一定的转速下输出电压要稳定，波动要小；3.5正，反转两个方向的输出特性要一致，实际应用中一般都是不一致的，稍有差别； 3.6体积小、重量轻、结构简单、工作可靠、对无线电通信的干扰小、噪声小等特点。
永磁式直流力矩电动机
图中阴影线包围的部分即为连续工作区。
5. 四象限运行特性
不良换向区
不良换向区
Ⅰ
0 Ⅲ 不良换向区
Ⅳ 不良ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ向区
图 2 永磁式直流力矩电动机的运行特性 图 2 表示力矩电机的运行特性。是由一系列速度-转矩特性所组成。
水平轴代表转矩，垂直轴代表转速，每一斜线代表某一电压下的速度转矩曲线。这组曲线可以提供力矩电机在任何速度、转矩或外加电压（正 负均可）情况下工作点的情况（4 象限运行）。标有 4 个双曲线以外的区 域为换向不良区。
力矩电机在空载时加以峰值堵转电压所达到的稳定速度。 4.电动机的工作特性
永磁式直流力矩电动机的工作特性见下图：
n 0max
Uf
n0
连续工作区
Ml
Mf
图 1 永磁式直流力矩电动机的转速—转矩特性和连续工作区
图中：
Mf—峰值堵转转矩
n 0max—最大空载转速
Ml—连续堵转转矩
Uf—峰值堵转电压
n 0—对应连续堵转电压时的空载转速
试选力矩电机时首先应选用电机的峰值堵转转矩大于负载的最大静 摩擦转矩及负载所需的加速转矩之和，并留有足够大的余量；而且，电 机连续工作区能满足长期运行的要求，电机的尺寸和重量又能在限定范 围之内。
要注意： 1）.不能按功率瓦数来选用力矩电机
实际力矩电机输出力矩大，而功率并不大（因转速低），而样本上
给出的峰值控制功率和连续控制功率是提供设计功率放大器用的输入 控制功率。 2）.不能将峰值堵转转矩作为长期使用的额定转矩
实际峰值堵转转矩是提供起动加速用的转矩，仅几十毫秒的持续时 间，并不能长期堵转使用，电机会过热。 3）.不能要求在开环下调电压达到低的速度
测速发电机
测速发电机输出电动势与转速成比例的微特电机。
测速发电机的绕组和磁路经精确设计，其输出电动势E和转速n成线性关系，即E=nK,K是常数。
改变旋转方向时输出电动势的极性即相应改变。
在被测机构与测速发电机同轴联接时，只要检测出输出电动势，就能获得被测机构的转速，故又称速度传感器。
简介（tachogenerator ）为保证电机性能可靠，测速发电机的输出电动势具有斜率高、特性成线性、无信号区小或剩余电压小、正转和反转时输出电压不对称度小、对温度敏感低等特点。
此外，直流测速发电机要求在一定转速下输出电压交流分量小，无线电干扰小；交流测速发电机要求在工作转速变化范围内输出电压相位变化小。
测速发电机广泛用于各种速度或位置控制系统。
在自动控制系统中作为检测速度的元件，以调节电动机转速或通过反馈来提高系统稳定性和精度；在解算装置中可作为微分、积分元件，也可作为加速或延迟信号用或用来测量各种运动机械在摆动或转动以及直线运动时的速度。
测速发电机分为直流和交流两种。
一、直流测速发电机1.直流测速发电机原理直流发电机的工作是基于电磁感应定律，即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说匝链线圈的磁通发生变化，在线圈中发生感应电势。
2.直流测速发电机分类按照励磁方式划分，直流测速发电机有两种型式。
有永磁式和电磁式两种。
其结构与直流发电机相近。
A.永磁式采用高性能永久磁钢励磁，受温度变化的影响较小,输出变化小，斜率高,线性误差小。
这种电机在80年代因新型永磁材料的出现而发展较快。
B.电磁式采用他励式，不仅复杂且因励磁受电源、环境等因素的影响，输出电压变化较大，用得不多。
用永磁材料制成的直流测速发电机还分有限转角测速发电机和直线测速发电机。
它们分别用于测量旋转或直线运动速度，其性能要求与直流测速发电机相近，但结构有些差别。
1. 永磁式直流测速发电机永磁式直流测速发电机的定子磁极由永久磁钢做成，没有励磁绕组，结构组成定子：永久磁钢做成励磁磁极，外壳、碳刷支架、碳刷、接线盒、轴承。
测速发电机工作原理
测速发电机工作原理:(一)、直流测速发电机工型式1、永磁式其定子磁极由永久磁钢做成，没有激磁绕组。
2、电磁式其定子激磁绕组由外部电源供电，通电时产生磁场。
永磁式电机结构简单，省掉激磁电源，便于使用，并且，温度变化对激磁磁通的影响也小。
但永磁材料价格较贵，帮常应用于小型测速成发电机中。
(二)、自动控制系统对直流测速发电机的要求自动控制系统对其元件的要求，主要是精确度高、灵敏度高、可靠性好等。
据此，直流测速成发电机在电气性能方面应满足以下几项要求：1、输出电压和转速的关系曲线(即为输出特性)应为线性；2、温度变化对输出特性的影响要小；3、输出特性的斜率要大；4、输出电压的纹波要小，即要求在一定的转速下输出电压要稳定，波动要小；5、正，反转两个方向的输出特性要一致，实际应用中一般都是不一致的，稍有差别。
不难理解，第3项要求是为了提高测速成发电机的灵敏度。
因为输出特性斜率大，即是速度变化相对的电压变化大，这样，测速成机的输出对转速的变化很灵敏。
第1、2、4、5项的要求是为了提高测速成发电机的精度。
因为只有输出电压和转速成线性关系，并且正、反转时特性一致，温度变化对特性的影响越小，输出电压越稳定，则输出电压就越能精确地反映转速，这样才能对提高整个系统的精度有利。
(三)、直流测速发电机的误差及其减小的方法1、温度影响：电机周围环境温度的变化以及电机本身发热都会引起电机绕组电阻的变化。
当温度升高时，激磁绕阻电阻增大，激磁电流减小，磁通也随之减小，输出电压就降低。
反之，当温度下降时，输出电压便升高。
处理方法：在激磁回路中串联一个阻值比激磁绕阻电阻大几倍的附加电阻来稳流，这样，尽管温度升高将引起激磁绕组电阻增大，但整个激磁回路的总电阻增加不多。
附加电阻可以用温度系数较低的合金材料制成。
2、电枢反应：测速运行时，其电枢绕组的电流产生电枢磁场，它对激磁绕组磁场有去磁效应。
而且负载电阻越小或是转速越高，负载电流就越大，去磁作用就越明显，造成输出特性曲线非线性误差增加。
永磁式直流测速发电机实验
7-1永磁式直流测速发电机测速发电机是一种测量转速信号的元件，它将输入的机械转速变换为电压信号输出，且输出电压与转速成正比。
在自动控制系统中用作测量元件和反馈元件，用以测量转速或调节和稳定转速。
测速发电机有交直流两大类，交流测速发电机有异步和同步之分，直流测速发电机根据励磁方式不同，又可分为永磁式和他励磁式之分。
本处使用的是永磁式直流测速发电机。
一、实验方法12、屏上挂件排列顺序D44、D313、按图7-1接线。
图中直流电动机M选用DJ23作他励接法，TG选用导轨上的永磁式直流测速发电机，R f1选用D44上900Ω阻值，R1选用D44上180Ω阻值调至最大位置，R Z选用D44上10K/8W功率电阻，电流表A1、A2选用D31挂件上，开关S选用D44上的开关，并处于断开位置。
图7-1 直流测速发电机接线图4、先接通励磁电源，调节电阻R f1使励磁电流达到最大的位置，接通电枢电源，电动机M运行后将R1调至最小。
调节电阻R f1、R1转速达2400r/min，然后逐渐使电机减速（电阻R1调至最大位置以后可降低电枢电源的输出电压来降低转速）。
记录对应的转速和输出电压。
共测取8~9组数据记录于表7-1中。
5、合上开关S，重复上面步骤，记录8-9组数据于表7-2中。
表7-2二、实验报告1、由：得：式中： R a ――电枢回路总电阻 R z ――负载电阻 E 0=C e Φn――电枢总电势 2、作出U=f(n)曲线。
三、思考题1、直流测速发电机的误差主要由哪些因素造成？2、在自动控制系统中主要起什么作用？aa a R RzUE R I E U -=-=00n R R C R R E U za e z a +=+=110φ。
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1永磁式直流测速发电机
一、实验任务
1 直流测速发电机空载输出特性
2 直流测速发电机负载输出特性
二、实验原理
测速发电机是一种测量转速信号的元件，它将输入的机械转速变换为电压信号输出，且输出电压与转速成正比。
在自动控制系统中用作测量元件和反馈元件，用以测量转速或调节和稳定转速。
测速发电机有交直流两大类，交流测速发电机有异步和同步之分，直流测速发电机根据励磁方式不同，又可分为永磁式和他励磁式之分。
本处使用的是永磁式直流测速发电机。
三、实验方法
2、屏上挂件排列顺序
D51
3、按图7-1接线。
图中直流电动机M选用DJ23作他励接法，TG选用导轨上的永磁式直流测速发电机，R f1选用R1上900Ω阻值分压接法，R1选用R2上180Ω阻值，R Z选用MET01上10K/8W功率电阻，并把R1、R Z调至最大，电流表A1、A2选用MET01上对应的仪表，开关S断开。
图7-1 直流测速发电机接线图
4、先接通励磁电源，调节电阻R f1使励磁电流达到最大的位置，接通电枢电源，电动机M运行后将R1调至最小。
调节电阻R f1、R1转速达2400r/min，然后逐渐使电机减速（电阻R1调至最大位置以后可降低电枢电源的输出电压来降低转速）。
记录对应的转速和输出电压。
共测取8~9组数据记录于表7-1中。
5、合上开关S，重复上面步骤，记录8-9组数据于表7-2中。
四、实验报告
1、作出空载时的U=f(n)曲线。
2、作出负载时的U=f(n)曲线。
三、思考题
1、直流测速发电机的误差主要由哪些因素造成？
2、在自动控制系统中主要起什么作用？
2控制式自整角机
一、实验目的
1、通过实验测定控制式自整角机的主要技术参数
2、掌握控制式自整角机的工作原理和运行特性
二、预习要点
1、控制式自整角机的工作原理和运行特性
2、控制式自整角机的主要技术指标
三、实验项目
1、测自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f（θ）
2、测定比电压Uθ和零位电压U0
四、实验方法
1、测定控制式自整角变压器输出电压与失调角的关系U2=f（θ）
（1）按图7-8接线。
发送机加额定电压，旋转发送机刻度盘至0o位置并固紧。
（2）用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，接在L1′、L2′两端的数字电压表就有相应读数，找到输出电压为最小值的位置，即为起始零点。
（3）然后，用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，在指针每转过10 o时测量一次自整角变压器的输出电压U2。
测取各点U2及θ值并记录于表7-16中。
表7-16
角度θ(deg)0 o10 o20 o30 o40 o50 o60 o70 o80 o90 o 电压U2(V)
角度θ(deg)100 o110 o120 o130 o140 o150 o160 o170 o180 o 电压U2(V)
2、测定比电压Uθ
比电压是指自整角变压器在失调角为1o时的输出电压，单位为v/deg。
在刚才测定控制式自整角变压器输出电压与失调角关系的实验时，用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘，使指针转过起始零点5 o，在这位置记录自整角变压器的输出电压U2值，计算失调角为1 o时的输出电压。
图7-8 控制式自整角机实验接线图
3、测定零位电压U0
1）按图7-9接线。
调压器输出电压为最小位置，绕组T2′、T3′两端点短接。
2）合上交流电源，缓慢调节调压器使输出电压为49V，并保持不变。
3）用手缓慢旋转指针圆盘，找出控制式自整角机输出电压为最小的位置，即为基准电气零位。
指针转过180 o，仍找出零位电压位置。
4）同样方法，改接绕组（使T1′、T3′短接，T1′、T2′短接），找出零位电压位置，测量六个位置的零位电压值并记录于表7-17中。
图7-9 测定控制式自整角机零位电压接线图
五、实验报告
1、作自整角变压器的输出电压与失调角的关系曲线U 2=f （θ）。
2、该自整角变压器的比电压为多少？
3、被测试自整角变压器的零位电压数值为多少？
3 旋转编码器实验
一、实验项目：
1． 波形观察及方向的判断 2． 转速、频率的函数关系n= f (f)
3． 转角、脉冲数的函数关系Q （deg ）= f(N)
二、实验设备
1、实验原理
旋转编码器是一种旋转式脉冲发生器，它把机械转角变成电脉冲信号，是一种常用的
角位移传感器，脉冲编码器分为光电式、接触式和电磁感应式，本书实验中采用的是光电式旋转编码器，其精度和可靠性好，在控制系统中常作为判断方向、测量转速及检测转角位置的测量元件。
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L '2L '
1
2、实验设备
2、屏上挂件顺序
D47
三、实验内容
1、波形观察及方向判断
图7-3 直流电动机接线图
按图7-3接线，DJ15按他励分压法接线。
R1采用R2上的180Ω电阻及R f1采用R1上的900Ω电阻分压接法。
首先将电枢电压调至220V，电机起动后将R1调至最小位置，再缓慢调节R f1使转速达到2400r/min，然后调节R1、R f1及电枢电源电压并逐渐降低，使转速n 从2400r/min至0r/min每300r/min记录各转速n对应的频率f
按照以上调速步骤说明调节转速为100r/min左右，将数字示波器探头接到DD03-3上的旋转编码器的信号输出端观测每相波形及任两相波形，在图7-14中记录波形。
图7-4旋转编码器输出波形
调换励磁绕组或电枢绕组两端的接线插头，使电机反转，转速约100r/min观测两相的波形。
比较正反转波形的差别，由此来根据波形判断转向。
2、转速、频率的函数关系
将旋转编码器信号输出端的A或B接到D47的测频输入端，黑色端子与地相连。
调节电机转速，n从0至2400 r/min，每300 r/min记录频率计显示得到频率f，填入下表7-10中。
3、转角、脉冲数的函数关系
选择D47上的计数功能键，调节指针到一个相对位置视为零刻度，缓慢地向一个方向旋转编码器，每45度用计数器记录其脉冲数，填入表7-11中。
四、实验报告：
1、绘制波形。
2、绘制转速、频率的函数关系n= f (f)，验证函数关系。
3、绘制转角、脉冲数的函数关系θ（deg）= f(N) ，验证函数关系。