电机控制技术-项目8分析控制电机在雷达天线系统中的应用

分析控制电机在雷达天线系统中的应用
二、交流测速发电机 交流测速发电机分为同步式和异步式两类，本节介绍异步测速 发电机。 （一）基本结构 异步测速发电机的基本结构与普通异步电动机相似。定子上安 装有两相对称绕组，转子分为鼠笼形或杯形两种结构。相比之下， 鼠笼形转子的惯性大、特性较差，因此，在对精度要求较高的控制 系统中多采用杯形转子，其基本结构包括内定子、外定子和转子薄 杯，如图8-4所示。在外定子铁心槽中安装有励磁绕组，其匝数为 W1，在内定子铁心槽中安装有输出绕组，其匝数为W2，两个绕组 在空间彼此互差90°电角度。金属空心转子采用电阻率较高的硅锰 青铜等非磁性材料，制成杯形，其杯壁很薄。仅为０.3mm左右。 转子的一端由金属环固定在轴上，使薄杯能在内、外定子之间的气 隙中转动。
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2．产品名称代号 产品名称代号由2～4个汉语拼音字母表示。每个字 母具有一定的汉字意义，第1个字母表示电机的类别，后 面的字母表示该类电机的细分类。电磁式直流测速发电 机用CD表示，永磁式测速发电机用CY表示。 3．性能参数代号 电磁式直流测速发电机的性能参数代号由3～4位数 字组成，前两位数字表示励磁电压，其代号见表8-2,后 面一位或两位数字表示性能参数序号，由1～99给出。 永磁式直流测速发电机的性能参数代号由01～99给出。
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当负载阻转矩由于某种偶然因素增加时，电动机转 速将减小，此时直流测速发电机输出电压 也随之减小， 而使放大器输入 增加，电动机电压增加，转速增加。反 之，若负载转矩减小，转速增加，则测速发电机输出增 大，放大器输入电压减小，电机转速下降。这样，即使 负载阻转矩发生扰动，由于测速发电机的速度负反馈所 起的调节作用，使旋转机械的转速变化很小，近似于恒 速，起到转速校正的作用。
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（一）基本结构及原理 直流测速发电机的定、转子结构与普通小型直流发 电机相同。直流测速发电机的工作原理与一般直流发电 机相同，图8-１所示为直流测速发电机的外形及原理图 。励磁绕组中流过直流电流时，产生沿空间分布的恒定 磁场，电枢由被测机械拖动旋转，以恒定速度切割磁场 ，在电枢绕组中感生电动势，从电刷两端引出的直流电 动势为
Ea Ce n K e n
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（二）输出特性 输出特性表征电枢电压与转子转速的函数关系，即
U a f (n) 。是测速发电机的主要特性之一。
测速发电机空载时，电枢电流Ia=0，输出电压 U0=Ea；测速发电机电枢两端接入负载电阻RL，RL中流 过电枢电流，并在电枢回路产生电阻压降，使输出电压 减小，即
电机控制技术
——分析控制电机在雷达天线 系统中的应用
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8.1 测速发电机 测速发电机在电力拖动系统中用来测量转速，它可 以把机械转速信号变换成对应的电压信号，反馈到控制 系统，实现对转速的调节和控制。可分为直流测速发电 机和交流测速发电机两大类。 一、直流测速发电机 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。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。
Ua Ia RL
U a Ea I a Ra
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Ua
Ea C e n Ra Ra 1 1 RL RL
理想情况下，Ra、RL、Ф均为常数，输出电压与转 速成正比变化。取不同的RL值，可得一组直线输出特性 ，如图8-2（ａ）所示。当RL=∞时，为空载时的输出特 性；RL减小，输出特性曲线的斜率减小，输出电压降低 。
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代号 6
0
09
12
24
27
48
60
11
22
电源电 压/V
6
9
12
24
27
48
60 0
11 0
22
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（四）直流测速发电机的应用 图8-3为恒速控制系统原理图。直流伺服电动机的负 载是一个旋转机械，当负载转矩变化时，电动机转速也 随之改变。为了使旋转机械保持恒速，在电动机轴上耦 合一台直流测速发电机，并将其输出电压 反馈到放大器 输入端。给定电压 ，取自可调的电压源。给定电压和测 速发电机反馈电压相减后，作为放大器输入电压
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（二）基本工作原理
当异步测速发电机转子静止（n=0）时，在励磁绕 组两端接交流电源 ，产生脉振磁通 ， 作用在励磁绕组 的轴线（d轴）方向，于是在励磁绕组中感应反电动势 ，其有效值为 ，若忽略漏抗的影响，则有
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三）直流测速发电机的型号 直流测速发电机的型号由下列3部分组成。 1． 机座号 机座号用电机机壳外径的尺寸数值（以毫米为单位 ）表示。如表8-1。 表8-1 机座号及机壳外径
机座号 机壳外径／ mm 机座号 12 12.5 70 16 20 16 20 90 11 0 机壳外径 /mm 70 90 11 0 130 0 130 0 16 0 16 0 20 0 20 0 25 0 25 0 32 0 32 0 40 0 40 0 50 50 24 28 32 36 40 45 55 24 28 32 36 40 45 55
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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，由独立的直流电源供电。电磁式 励磁绕组的电阻受电机工作温度的影响要发生变化，会 引起测量误差。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。 但永磁材料价格昂贵 ，并且在受到机械振动影响时，可能会引起退磁。