测速发电机
测速发电机的工作原理
测速发电机的工作原理
1.测速原理：流体通过装置时，会带动装置旋转，同时间隙上面开有
触头，而在这个装置上旋转的转子采用磁钢做产生磁场，触头与转子表面
上的磁场穿过铁芯引线产生感应电动势。
2.法拉第电磁感应定律：根据法拉第电磁感应定律，当导体相对于磁
场发生运动时，磁场中的磁感线将穿过导体，从而在导体上引起电势差。
当与导体相连的电阻接通时，将产生电流。
3.贴近斯密斯效应原理：当流体通过测速发电机时，将带动转子旋转。
转子上的励磁磁场由磁钢提供。
当流体通过转子的旋转，磁感线将穿过转
子上的铁芯，从而在铁芯内产生感应电动势。
同时，为了使转子旋转更为
顺畅，常常在环形的转子上放置一些电刷，把通过铁芯产生的感应电动势
剥离出来，形成短路电流。
4.电流产生：出于测速发电机的负载特性需要，通常在电刷处放置一
组分流电阻。
当感应电动势的大小超过了分流电阻的电压降，剩余的电势
差将用于驱动负载电压。
因此，负载电压的大小主要取决于流体流速和负
载电阻。
需要注意的是，测速发电机的转子和外转子发电机相比相对较为复杂，因为它需要通过电刷将感应电动势输出到外部负载。
此外，流体流速越快，产生的电流也就越大，最大电流取决于流体流速的限制。
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。
测速发电机的工作原理(一)
测速发电机的工作原理(一)测速发电机的工作原理测速发电机是一种将机械或液压能转化为电能的装置，通常用于测量或控制某些设备的运行速度。
下面将对测速发电机的工作原理进行详细介绍。
什么是测速发电机测速发电机，也称为速度发电机，是一种将运动机械或流体的运动能转化为电能的装置。
测速发电机通常采用磁场和导体间相对运动的方式产生感应电动势，将机械或液压能转化为电能。
测速发电机的结构测速发电机的结构一般包括转子、定子和电路等部分。
转子内部由一定数量的永磁体和磁铁组成，定子内部则包括多个线圈，线圈与永磁体或磁铁相对排列。
当转子旋转时，永磁体或磁铁在定子线圈中产生交变电动势，从而产生电能输出。
测速发电机的工作原理测速发电机的工作原理是利用磁感线与导体间的相互感应现象，将机械或液压能转化为电能。
当测速发电机接收到运动机械或流体的能量时，转子开始旋转，磁铁和永磁体不断相对运动，产生磁场变化，从而在定子线圈中感应出交变电动势。
这样就可以将机械或液压能转化为电能输出，提供给相应的设备使用。
测速发电机的应用领域测速发电机广泛应用于各种工业领域，例如轮船、火车、航空航天、机动车、发电机组等。
测速发电机通常用于测量或控制机械或液压系统的运行速度，可以实现对各种自动化控制系统的准确测量和控制。
测速发电机的优缺点测速发电机具有以下优点：1.可以将机械或液压能直接转化为电能，输出电压和电流稳定。
2.体积小，结构简单，安装和维护方便。
3.适用于高速旋转和液压系统等特殊环境。
但是，测速发电机也存在以下缺点：1.输出电流较小，无法满足大功率设备的需求。
2.要求机械或液压系统运行速度稳定，否则会影响电能输出的稳定性。
3.成本较高，适用范围受到一定限制。
结论测速发电机是一种将机械或液压能转化为电能的装置，可以实现对各种自动化控制系统的准确测量和控制。
测速发电机具有结构简单、安装维护方便、适用于特殊环境等优点，但也存在输出电流小、成本较高等缺点。
测速发电机
3-1何为测速发电机？答：测速发电机是一种检测机械转速的电磁装置。
它能把机械转速变换成电压信号输出，其输出电压与输入的转速成正比关系。
3-2．何为直流测速发电机的输出特性？在什么条件下是线性特性？产生误差的原因有哪些?答：输出电压与转速之间的关系称为直流测速发电机的输出特性；当不考虑电枢反应，且认为Φ、a R 及L R 都不变时，输出电压 a U 与转速成线性关系，即直流测速发电机的输出特性是线性特性。
产生误差的原因：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、文波影响。
3-3为什么直流测速发电机在使用时转速不宜超过规定的最高转速?而负载电阻不能小于规定值?答：因为电枢反应和延迟换向的去磁效应使线性误差随着转速的增高或负载电阻的减少而增大。
因此，在使用时必须注意发电机的转速不能超过规定的最高转速，负载电阻不能小于规定的最小电阻值。
3-4．若直流测速发电机的电刷没有放在几何中性线的位置上，试问此时电机正、反转时的输出特性是否—样?为什么?答：当直流测速发电机带负载运行时，若电刷没有严格地位于几何中性线上，会造成测速发电机正反转时输出电压不对称，即在相同的转速下，测速发电机正反向旋转时，输出电压不完全相等。
因为，当电机正转时，电刷顺转子旋转方向偏离几何中性线，电枢直轴磁动势起去磁作用，使气隙磁通减小，电枢绕组的感应电动势减少，输出电压也随之减少；当电机反转时，电刷逆转子旋转方向偏离几何中性线，电枢直轴磁动势起增磁作用，使气隙磁通增加，电枢绕组的感应电动势增大，输出电压也随之增大；所以此时电机正、反转时的输出特性是不一样的。
3-5．为什么异步测速发电机的转子都用非磁性空心杯结构，而不用鼠笼式结构？ 答：根据结构特点笼形转子异步测速发电机输出斜率大，但线性度差，相位误差大，剩余电压高。
而空心杯形转子异步测速发电机的精度较高，转子转动惯量也小，性能稳定好。
因此，异步测速发电机的转子都用非磁性空心杯结构，而不用鼠笼式结构。
简述测速发电机的工作原理
简述测速发电机的工作原理
测速发电机是一种测量转速的微型发电机，其工作原理是将输入的机械转速转化为电压信号输出。
具体来说，测速发电机中有一个旋转的磁环，当被测机械开始旋转时，该磁环也随之旋转。
这个旋转的磁场会穿过绕组，从而在绕组中产生感应电势。
然后，该电势会通过导线输出，并供外部设备进行处理和记录。
测速发电机按照输出电压与转速的关系可以分为两类：一类是线性关系，即输出电压随转速的增加而线性增加；另一类是指数关系，即输出电压随转速的增加而呈指数增加。
在实际应用中，线性关系测速发电机更常用，因为它输出的电压信
号与转速成正比，便于测量和控制。
测速发电机具有精度高、响应速度快、体积小、重量轻等优点，因此在许多领域得到广泛应用。
例如在电机控制系统、自动测试设备、仪表仪器、传动系统等领域中都需要使用到测速发电机来进行转速的测量和调节。
需要注意的是，在实际使用测速发电机时，还需要注意一些问题。
例如在使用前需要先进行校准，以确保测量精度；在使用过程中需要避免过载和短路等情况的发生，以免损坏测速发电机或者影响测量结果；在使用后需要定期进行维护和保
养，以确保其长期稳定的工作状态。
测速发电机
k
' L
Ce0 R 1 a RL
ks
kL n
'
kk
0
kL
'
' i L
U a0
Ce0 n kL 'n U a0 U a Ra U a 1 U a0 RL
1 ks
'
n RL
kL n
1 R 1 L ks n
fc n 60 m2 P
r/min
3. M/T法检测
T g为规定的检测时间。 T g之后传感器的第1个脉冲终止时钟 脉冲计数。实际检测时间T由时钟脉冲数 m1 确定。m为检 2
测时间T内传感器脉冲个数，没有误差。 m2可求出转速n。 由 m1 、
5.3 输出特性的误差分析
线性特性是希望的理想情况。 实际的测速发电机一定存在误差 。 产生误差的原因：运行中的测速发电机磁极磁通、气隙磁 通、电枢回路电阻Ra和负载电阻RL等不能保持恒定不变，都会 使输出特性产生非线性。
一、电枢反应
电枢反应对气隙合成磁场的两个影响： 1.使气隙磁场的物理中性面顺着直流发电机的旋转方向 偏转。 2. 由于磁路接近于饱和，因此有去磁效应，使输出电 压减小 。输出特性向下弯曲。
' U ' Ua Ea I a Ra U b Ce n a Ra U b RL
' U a U a U a
KL 1 U b U b R Ce 1 a RL
输出特性曲线 常值接触压降使输出特 性曲线向下平移。
同时考虑电枢反应、延 迟换向去磁、不灵敏区 和接触压降后，实际输出特性如实线2所示。
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
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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
测速发电机的认知
输出电压为：
由于电枢反应的影响，会使输出电 压U2不再和转速n成正比，导致输出特 性向下弯曲，如图4-13中虚线所示。
三、测速发电机的应用 测速发电机在自动控制系统中可以作为测速元件、校正元件 和角加速度信号元件。 自动控制系统对测速发电机的主要要求如下： (1)输出特性与其输入量成正比关系，且不随外界条件的变化 而改变。 (2)电动机转子转动惯量要小，以保证快速响应。 (3)电动机灵敏度要高，即要求输出特性斜率大。 此外，还要求对无线信号干扰小、噪声小、结构简单、工作 可靠、体积小、重量轻等。不同的工作环境、对象还有一些特殊 的要求。
测速发电机的认知
一、交流测速发电机 1.交流测速发电机的类型 交流测速发电机分为同步测速发电机和异步测速发电机两种。 (1)同步测速发电机，有永磁式、感应子式和脉冲式。 (2)异步测速发电机，分为笼型转子异步测速发电机和杯形转 子异步测速发电机两种。 2.空心杯转子异步测速发电机 的结构 由杯形转子、内定子、外定子 绕组、外定子、机壳和转轴等组成， 空心杯转子异步测速发电机的结构， 如图4-10所示。
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q及输出绕组的匝数N2有 关，它的有效值E2为：
当励磁电压Uf及频率f恒定时有： E2∝q∝Iq∝Eq∝n 即E2与n成正比关系。可见异步测速发电机可以将其转速值一 一对应地转换成输出电压值。 4.交流测速发电机的输出特性 剩余电压对交流测速发电机的输出特性的影响如图4-12所示。 通常采用如下一些措施减小剩余电压。 (1)选用较低磁通密度的铁芯。 (2)采用单层集中绕组和可调铁芯结构。 (3)定子铁芯采用旋转叠装法。 (4)提高定子铁芯和转子空心杯加工精 度。 (5)采用补偿绕组。
交流测速发电机
四、交流测速发电机的误差分析
4、励磁电源的影响
5、温度的影响
重点
交流测速发电机的工作原 理
难点
交流测速发电机的误差 分析
测速发电机
交流测速发电机
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。
教 学 内
一、交流测速发电机的分类 二、交流测速发电机的基本结构 三、交流测速发电机的工作原理 四、交流测速发电机的误差分析
容
一、交流测速发电机的分类
感应式
同步测速发电机
交流测速发电机
异步测速发电机
脉冲式
鼠笼转子
空心杯转子
一、交流测速发电机的分类
1、同步测速发电机：它的输出电压的频率转速同时变化，同时电机本
1、端盖 2、机壳 3、外定子 4、内定子 5、转子
交流测速发电机的的电磁结构
三、交流测速发电机的工作原理
四、交流测速发电机的误差分析
1、直轴磁通变化的影响
三、交流测速发电机的误差分析
2、负载阻抗的影响
四、交流测速发电机的误差分析
3、剩余电压的影响
四、交流测速发电机的误差分析
3、剩余电压的影响
身的阻抗及负载也随转速变化，因此它的输出电压不再与转速成正比关系，在 自动控制系统中很少使用，通常只作为指示转速计使用。
2、异步测速发电机：它与直流测速发电机一样，是一种测量转速或传
递转速信号的元件，它可以将转速信号变为电压信号。理想的它虽然它的输出斜率大，但线性误差大，
交流测速发电机的基本结构
交流测速发电机的基本结构
交流测速发电机可分为同步测速发电机和异步测速发电机两类。
异步测速发电机可以分为空心杯转子异步测速发电机和笼式转子异步测速发电机两种。
同步测速发电机是以永久磁铁作为转子的交流发电机。
由于输出电压和频率随转速同时变化，又不能判别旋转方向，使用不便，在自动控制系统中用得很少，主要供转速的直接测量用。
笼式转子异步测速发电机与交流伺服电动机相似，因输出的线性度较差，仅用于要求不高的场合。
在自动控制系统中，目前应用的交流测速发电机主要是空心杯转子异步测速发电机，其结构与空心杯转子交流伺服电动机相似，主要由内定子、外定子及在它们之间的气隙中转动的杯形转子所组成。
励磁绕组、输出绕组嵌在定子上，彼此在空间相差90°。
杯形转子是由非磁性材料制成。
当转子不转时，励磁后由杯形转子电流产生的磁场与输出绕组轴线垂直，输出绕组不感应电动势;当转子转动时，由杯形转子产生的磁场与输出绕组轴线重合，在输出绕组中感应的电动势大小正比于杯形转子的转速，而频率和励磁电压频率相同，与转速无关。
反转时输出电压相位也相反。
杯形转子是传递信号的关键，其质量好坏对性能起很大作用。
由于它的技术性能比其他类型交流测速发电机优越，结构不很复杂，同时噪声低，无干扰且体积小，是目前应用最为广泛的一种交流测速发电机。
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。
发电机测速原理
发电机测速原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备。
在电力发电过程中，测量发电机的转速是非常重要的。
通过测速可以监控和控制发电机运行状态，确保其正常工作。
本文将介绍发电机测速的原理和常用的测速方法。
一、测速原理发电机测速的原理是基于电磁感应和信号处理技术。
当发电机转动时，发电机的转子会带动磁场旋转，同时在定子绕组中产生感应电势。
通过测量感应电势的频率或脉冲数量，可以确定发电机的转速。
二、测速方法1. 电磁感应法电磁感应法是最常用的发电机测速方法之一。
它利用发电机转子旋转时在定子绕组中感应出的电压信号来测量转速。
测速装置通过将感应电压转化为频率信号或脉冲信号，然后根据信号的周期或脉冲数量计算转速。
2. 光电测速法光电测速法是一种非接触式的测速方法。
它利用发电机转子上安装的光电编码盘，通过发射和接收光信号来测量转速。
当光电编码盘旋转时，光信号会周期性地被遮挡或透过，通过测量遮挡或透过的次数来计算转速。
3. 超声波测速法超声波测速法是一种基于声波传播速度和反射时间来测量转速的方法。
它利用超声波传感器发射声波信号，当声波遇到发电机转子时会被反射回传感器。
通过测量声波的传播时间，可以计算出转速。
三、测速装置常见的发电机测速装置有转速计和测速传感器。
1. 转速计转速计是一种机械式的测速装置，通过直接连接到发电机轴上来测量转速。
它一般由转速表和连接装置组成，可以直观地显示发电机的转速。
2. 测速传感器测速传感器是一种电子式的测速装置，用于将发电机转子的运动转化为电信号。
常见的测速传感器包括磁敏传感器、光电传感器和超声波传感器。
这些传感器可以将转速信号传输给测速仪表或自动控制系统进行处理和显示。
四、测速应用发电机测速广泛应用于电力发电领域。
它可以监测和控制发电机的运行状态，及时发现故障和异常，保证发电机的正常运行。
测速数据还可以用于发电机性能评估、负荷调节和故障诊断等方面。
总结：发电机测速是电力发电领域中必不可少的一项技术。
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。
第二章 测速发电机
输出电压不对称是电刷不在几何中性线上或剩余磁通存在造成的。
一般在0.35%~2%范围内，对要求正、反转的控制系统需考虑该指标 。
6.
纹波系数 K
α
测速发电机在一定转速下，输出电压中交流分量的有效值与直流分
量之比。目前可做到 K α ＜1%，高精度速度伺服系统对该指标的要求 较高。
主要性能指标是选择直流测速发电机的依据。
纹波电压的存在对于测速发电机是不利
的，当用于转速控制或阻尼元件时，对纹
波电压的要求较高，而在高精度的解算装
臵中则要求更高。
纹波系数是指在一定转速下，输出电压中
交变分量的有效值与直流分量之比。
目前国产测速发电机已做到纹波系数小 于1%，国外高水平测速发电机纹波系数已 降到0.1%以下。
解决纹波的方法
Er＝C2 d n
若磁通 d恒定时，电势 Er 就与转子的转速成 正比关系。
就在转子杯中 因转子杯为短路绕组，电势 E r 。若考虑到转子杯中漏抗的 产生短路电流 I r 将在时间相位上滞后电势 E 影响，电流 I r r 一个电角度。在同一瞬时，转子杯中电流的 方向如图2-7中内圈符号所示。
测速发电机分类： –1．直流测速发电机
• (1)永磁式直流测速发电机，型号：CY。 • (2)电磁式直流测速发电机，型号：ZCF。 –2．交流测速发电机 • (1)同步测速发电机 • (2)异步测速发电机。
30CY-1 型永磁直流测速发电机
ZCF直流测速发电机
AT 系列交流测速发电机
型
号
励磁电压
直流测速发电机是一种微型直流发电机， 定、转子结构和直流伺服电动机基本相 同。 按定子磁极的励磁方式分为电磁式和永 磁式两大类。 按电枢结构形式又可分为：无槽电枢、 有槽电枢、空心杯电枢和圆盘印制绕组 等。
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。
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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。
2.减少误差的方法：
⑴ 电枢反应的影响；补偿绕组，加大气隙，规定最大工作转速和最小负载电阻 ⑵ 电刷接触电阻的影响；采用接触电阻较小的银-石墨电刷；低压输出非线性补偿 ⑶ 温度的影响；励磁回路串联温度系数低的大电阻，如锰铜或康铜；磁路设计饱和状
测速发电机是一种检测机械转速的电磁装置，它的基本任务是把机械 转速变换成电压信号，其输出电压与输入的转速成正比关系。
测速发电机分为：直流和交流测速发电机及无刷测速发电机。
7.3.1 直流测速发电机
根据励磁方式不同分为永磁式和电磁式两种。
一、直流测速发电机的输出特性
当励磁磁通φ和负载电阻RL一定时，测速发电机输出电压U2与转速 n之间的关系，称为输出特性，如图7.3.1所示。
实际输出 特性
n 图7.3.3 异步测速发电机的输出特性
三、异步测速发电机的误差
主要包括幅值及相位误差和剩余电压误差
1、幅值及相位误差 产生原因：励磁绕组的漏抗存在。
减小该误差的方法：增大转子电阻。
2、剩余电压误差
产生原因：由于加工、装配过程中存在机械上 的 不对称及定子磁性材料性能的不一致性，使得测速 发电机转速为零时，实际输出电压并不为零，此时 的电压称为剩余电压，剩余电压引起的误差称为剩 余电压误差。