测速发电机(控制方面)分解

（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Φ 减小，输出电压减小。
（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，它们是非线性电阻，会产生压降， 从而产生误差。
2 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。常用异步测速发电机。 交流异步测速发电机 （1）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。
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 成正比。 有负载时，若电枢电阻为 负载电阻为 不计电刷 与换向器间的接触电阻， 则直流测速发电机的输出 电压为
整理后得 C为输出特性斜率。 如图所示， 为直流测速发电机输出特性的 斜率，当 、 及 都不变时，输出电压 与 转速成线性关系。对于不同的负载电阻 ， 输出特性的斜率 不同，负载电阻越小，斜 率 也越小
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，如图所示。



当定子励磁绕组外接频率为 的恒压交流电源 励磁绕组 中有电流 流过，在直轴（即 d轴）上产生以频率 脉振的 磁通 。 在转子不动时，脉振磁通 在空心杯转子中感应出变压器 电势（空心杯转子可以看成有无数根导条的笼式转子，相 当于变压器短路时的二次绕组，而励磁绕组相当于变压器 的一次绕组），产生的磁场与励磁电源同频率的脉振磁 场 ，也为d 轴，都与处于q 轴的输出绕组无磁通交链， 不产生电动势。 在转子转动时，转子切割直轴磁通 ，在杯型转子中感应 产生旋转电势 ，其大小正比于转子转速n，并以励磁磁场 的脉振频率f 交变，又因空心杯转子相当于短路绕组，故 旋转电势 在杯型转子中产生交流短路电流 ，其大小正 比于 ，其频率为 的交变频率f ，若忽视杯型转子的漏抗 的影响，那么电流 所产生的脉振磁通 的大小正比于 ， 在空间位置上与输出绕组的轴线（q 轴）一致，因此转子 脉振磁场 与输出绕组相交链而产生感应电势E ，据上分 析有


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 际的输出特性为图下图中实线，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Φ 减小，使输出电压与转速不成正比。
1. 工作原理 直流测速发电机实际就是一种微型直流发电 机，按定子磁极的励磁方式分为电磁式和永 磁式（他励）。
＋ If Uf － 电磁式 TG
I ＋

E RL
U －
TG

E RL
永磁式

直流测速发电机的工作原理与一般直流发电 机相同，如图所示。在恒定的磁场 中，外部 的机械转轴带动电枢以转速 旋转，电枢绕组 切割磁场从而在电刷间产生感应电动势为
3. 测速发电机的应用

测速发电机的作用是将机械速度转换为电气 信号，常用作测速无件、校正元件、解算元 件，与伺服电机配合，广泛使用于许多速度 控制或位置控制系统中，如在稳速控制系统 中，测速发电机将速度转换为电压信号作为 速度反馈信号，可达到较高的稳定性和较高 的精度。
几种常见测速发电机
直流测速发电机的输出特性 静态特性
测速发电机
主要内容

1.直流Baidu Nhomakorabea速发电机

2 交流测速发电机
3. 测速发电机的应用（在自动控制领域中）

测速发电机

测速发电机是一种测量转速的微型发电机， 它把输入的机械转速变换为电压信号输出， 并要求输出的电压信号与转速成正比，即 测速发电机分直流测速发电机和交流测速发 电机两大类。

1.直流测速发电机

动态特性
是指输入一个阶跃转速时，输出信号电压随时间的变化规律。
（电压平衡方程式） （转矩平衡方程式）
消元中间变量后得到一个微分方程式：
此时，动态方程和静态方程的式子相同。 空载时的直流测速发电机是一个理想的比例元件。 同理，可以加入感性负载。得到一个微分方程。 解微分方程，可以得到输出电压的过度过程时间函数。
t
U af (t ) U afe (1 e
b
)
看图可以发现：直流 测速发电机加入一个 阶跃转速信号，输出 电压的变化会趋于一 个定值。 U afe
直流测速发电机在自动控制领域中的应用
一、直流测速发电机用作转速阻尼元件。
二、直流测速发电机用作反馈元件