9.直流测速发电机结构与工作原理
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。
直流电动机工作原理
直流电动机工作原理1. 概述直流电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各种电动设备中。
它的工作原理是利用直流电流在电磁场中的相互作用，使得电动机产生旋转运动。
直流电动机通常由定子、转子和电刷组成。
2. 定子定子是直流电动机的固定部分，通常由铁芯和绕组组成。
绕组由导线缠绕在铁芯上，形成多个线圈，每个线圈都经过一段定子绕组。
当电流通过绕组时，会在定子中产生一个磁场。
3. 转子转子是直流电动机的旋转部分，通常由铁芯、电枢和电刷组成。
电枢由导线缠绕在铁芯上，形成多个线圈，每个线圈都经过一段转子绕组。
当电通入电枢时，电枢会在转子上产生一个磁场。
4. 电刷电刷是直流电动机中非常重要的组件，它通常由碳材料制成。
电刷与定子和转子的绕组相连，用于供应电流到转子的绕组上。
电刷通过与转子绕组接触，将电流传递到转子上，同时也负责转子绕组中电流的引导。
5. 工作原理直流电动机的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：•步骤 1: 电流通过定子绕组，产生一个磁场。
•步骤 2: 电流通过电刷传递到转子绕组上，形成转子的磁场。
•步骤 3: 转子的磁场和定子的磁场相互作用，使得转子受到一个力的作用。
•步骤 4: 受到的力使得转子旋转。
•步骤 5: 转子旋转带动机械负载运动。
6. 工作原理详解在直流电动机中，电流在定子和转子的绕组之间形成一个相互作用的环路。
当电通入定子的绕组时，会在定子中产生一个磁场。
这个磁场通过定子的铁芯传导到外部。
同时，电刷将电流传递到转子的绕组上，形成了一个磁场。
由于转子上的磁场受到定子磁场的影响，两者之间形成了相互作用的力。
这个力被称为洛伦兹力，是由电流在磁场中的相互作用引起的。
洛伦兹力使得转子受到一个力的作用，从而产生旋转运动。
转子旋转的动力来自外部施加在转子上的机械负载。
通过调整电流的大小和方向，可以控制直流电动机的转速和转向。
电刷的设计和布局也对电机性能有一定影响。
7. 应用领域直流电动机由于其简单、可靠且易于控制的特点，在工业和家庭中得到广泛应用。
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。
直流测速发电机的工作原理
直流测速发电机的工作原理概述直流测速发电机是一种将机械能转化为电能的设备，其工作原理是通过将旋转的磁场和导体之间的相对运动转化为感应电动势，进而产生电流。
电磁感应电磁感应是直流测速发电机工作的基础原理。
它是指当导体在磁场中运动或磁场变化时，导体内会产生感应电动势和感应电流。
这是由于磁场变化引起了导体中的电子运动，从而生成电动势。
旋转磁场直流测速发电机中需要产生一个旋转的磁场，以便与导体相对运动，从而产生感应电动势。
旋转磁场可以通过使用定子绕组和电流通路进行实现。
定子绕组通常由直流电源供电，电流通过电枢绕组，产生一个磁场。
导体和电枢导体是指直流测速发电机中的旋转部分，它通常由铜制成，在转子上安装有导条或导线。
导体与旋转的磁场之间的相对运动将导致感应电动势的产生。
电枢是连接到导体的电路系统，它可以将感应电动势转化为电流。
电枢是直流测速发电机的输出端，通过连接负载，可以将电能传送到外部电路。
工作过程当导体中的旋转磁场相对电枢运动时，由于电磁感应的作用，电枢中将产生感应电动势。
感应电动势的大小和方向取决于磁场的大小、导体与磁场的相对速度以及导体的几何形状。
一旦感应电动势产生，电枢中将流过感应电流。
感应电流的大小和方向取决于电枢的阻抗和外部电路的负载特性。
直流发电机的稳定性直流测速发电机具有优良的稳定性，这是由于旋转磁场和导体之间的相对运动产生了恒定的感应电动势。
即使负载发生变化，感应电流也可以自动调整以适应负载特性。
然而，在高速旋转时，还需考虑惯性力对导体的影响，以及电机的机械稳定性和动态特性。
应用领域直流测速发电机的工作原理和稳定性使其在许多领域得到广泛应用。
以下是一些常见的应用领域：1.火车牵引2.汽车发电机3.风力发电4.水力发电5.汽轮机发电6.车载发电结论直流测速发电机是一种将机械能转化为电能的设备，其工作原理是通过将旋转的磁场和导体之间的相对运动转化为感应电动势，进而产生电流。
它具有良好的稳定性和多种应用领域。
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。
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。
直流测速发电机的基本结构和工作原理
正比，因此只要用一个直流压表就可测出速度大
小及方向
返回目录
结构
原理 课堂练习
Block Diagram
基本结构 工作原理
课堂练习
返回目录
结构原理 课堂练习流测速发电机的结构直流测速发电机的外形如图所示，其结构与直 流伺服电机基本相同，定子装有励磁绕组，加 直流励磁电压。电枢有有槽电枢、无槽电枢、 空心杯电枢、印刷绕组电枢等，电枢接测量仪 器或仪表。
返回目录
结构
原理 课堂练习
1.直流测速发电机的结构与直流伺服电机基本相同，
定子装有
，加
。电
枢有有槽电枢、无槽电枢、
电枢、印
刷绕组电枢等，电枢接
或仪表。
返回目录
结构
原理 课堂练习
课堂练习——原理
1、直流测速发电机的电枢静止时，不会产生感
应电动势，输出电压为
；电枢转动时，电
枢切割磁力线，产生感应电动势，输出电动势和
与 成正比。由于输出电压与转子的转速成
直流测速发电机的原理
直流测速发电机的工作原理如图，电枢静止时，不会 产生感应电动势，输出电压为零；电枢转动时，电枢 切割磁力线，产生感应电动势，输出电动势和输出电 压与转速成正比。由于输出电压与转子的转速成正比， 因此只要用一个直流压表就可测出速度大小及方向。
返回目录
结构
原理 课堂练习
课堂练习——结构
直流电机工作原理
电磁转矩——“电动作用”
发电机： 主电动势
反转矩
电动机： 反电动势
主转矩
原动机 Ea>U 电负载
发电机
直流电机
电源 Ea<U 机械负载
电动机
☞ 电机分交流电机和直流电机两种：
直流电机—工作电压为直流； 交流电机—工作电压为交流。
☞ 直流电机分直流电动机和直流发电机两种：
直流电动机—将电能转换为机械能； 直流发电机—将机械能转换为电能。
直流电机发展形势：
随着近年来电力电子学和微电子学的迅速发展，将逐步被 交流调速电动机取代，直流发电机则正在被电力电子器件整 流装置所取代。但在今后一个相当长的时期内，直流电机仍 将在许多场合继续发挥作用。
直流电机的可逆原理
直流电机的可逆原理：一台电机既可作为发电机运行，又可 作为电动机运行。
感应电动势——“发电作用”
3. 换向极
一般用于1kW以上的直流电机中，位置在两主极之间， 帮助电枢换向并消除或减弱电枢反应。换向极铁心用整块钢 或钢板绝缘后叠装而成，换向绕组一般由粗的扁铜线绕成， 且与电枢绕组相串联。
B
结论：线圈内部电流 I 交变，
A
感应电动势 Ea交变，但电刷
电动势方向不变，电磁转矩T
方向与T1相反。
直流电动机原理
1. 电源正接换向片A，电源负接换向片B
T Ea Ia
电流：由A流进，由B流出； 电磁转矩：方向逆时针； 线圈感应电动势：A为高电位 ，B为低电位。
2. 线圈逆时针旋转——电源正接换向片B，电源负接换向片A
直流电机的基本工作原理
电磁力定律：垂直于磁力线的导体通过电流时，会受到力的作用。
若与磁力线垂直的导体通过电流，导体受的力为：F=B·L·I
直流测速发电机的工作原理
直流测速发电机的工作原理
1. 引言
直流测速发电机是一种能将机械能转换为直流电能的装置。
它
在测速领域起着重要的作用，可以用于测量机械转速或流速等参数。
本文将探讨直流测速发电机的工作原理。
2. 基本构造
直流测速发电机由以下几部分构成：导体线圈、磁场、转子、
电刷和电路等。
导体线圈固定在转子上，转子与磁场之间存在相对
运动，导致导体线圈中产生感应电动势。
3. 工作原理
当转子与磁场之间存在相对运动时，导体线圈中会产生感应电
动势。
这是基于法拉第电磁感应定律的原理，即当导体线圈与磁场
之间相对运动时，会产生感应电流。
直流测速发电机的工作原理可
以简单概括为以下几个步骤：
3.1 磁场产生
在直流测速发电机中，磁场可以由永磁体或电磁体产生。
当电流通过线圈时，线圈中产生的磁场与永磁体或电磁体的磁场相互作用，形成一个稳定的磁场。
3.2 相对运动
直流测速发电机中的转子与磁场之间必须存在相对运动，这样才能产生感应电动势。
转子可以通过机械装置实现相对运动，例如风力发电机中的风车叶片转动，或水力发电机中的水轮转动。
3.3 感应电动势产生
由于转子与磁场之间存在相对运动，导体线圈中会产生感应电动势。
这个电动势的大小取决于导体线圈的长度、磁场的强度以及相对运动的速度等因素。
感应电动势的方向根据楞次定律确定，它的方向与转子与磁场之间的相对运动方向有关。
3.4 输出电能
直流测速发电机的最终目的是将机械能转换为电能，输出到外部电路中进行使用。
为了实现这一点，直流测速发电机通常配备了。
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设备，具有广泛的应用。
其工作原理是基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力的作用机制。
直流测速发电机的转子是由永磁体和电枢组成的。
当转子以一定的转速旋转时，永磁体和电枢之间就会产生相对运动。
这时，电枢中就会产生感应电动势，其大小和方向与转子旋转的速度和方向相关。
法拉第电磁感应定律指出，当磁通量发生变化时，就会在导体中产生感应电动势。
在直流测速发电机中，永磁体的磁通量是固定的，而电枢旋转时会改变磁通量的大小和方向，进而在电枢中产生感应电动势。
洛伦兹力的作用机制是指当导体在磁场中运动时，就会受到一个与运动方向垂直的力。
在直流测速发电机中，电枢中的电流会产生磁场，与永磁体产生相互作用，导致电枢受到一个与旋转方向垂直的力，这就是洛伦兹力。
这个力的方向和大小与电枢的旋转速度和方向相关。
综合以上三个作用机制，可以得到直流测速发电机的工作原理。
当转子以一定的转速旋转时，永磁体和电枢之间就会产生相对运动，进而在电枢中产生感应电动势。
同时，电枢中的电流会产生磁场，与永磁体产生相互作用，导致电枢受到一个与旋转方向垂直的力。
这些相互作用的效果使得直流测速发电机能够将机械能转化为电能。
需要注意的是，直流测速发电机的输出电压和转速之间存在一定的关系。
当转速增加时，感应电动势的大小也会增加，进而输出电压也会增加。
但是当转速过高时，还会产生一些不利的影响，如电刷磨损、晶闸管发热等，因此需要在设计和使用中进行合理的控制。
直流测速发电机是一种重要的能量转换设备，其工作原理基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力的作用机制。
通过对其工作原理的研究，可以更好地理解其产生电能的原理，为其应用和优化提供更加科学的依据。
让人眼前一亮的很酷的网名
1.3.1
1.3 直 流 测 速 发 电 机 的 误 差 及 其 减 小 方 法
温度影响
减小温度变化对输出特性的影响，通常采取的措施是：
（1）测速发电机的磁路设计得比较饱和，因而励磁电 流变化时所引起的磁通变化量较小。
B b B
BJ
a B0 0 H
1.3.1
1.3 直 流 测 速 发 电 机 的 误 差 及 其 减 小 方 法
每一导体的感应电势；
一对电刷间的串联导体数。
ei Bxlv
式中 Bx--为导体所在点的磁通密度； l -- 导体在磁场中的长度（电枢铁心的长度）； v -- 导体切割磁通的线速度（电枢的圆周速度）。
1.1.3 直流电势的大小
1.1 直 流 发 电 机 的 工 作 原 理 和 结 构
e p B p lv
式中
Ce为一个常数，其大小由电机本身参数决定。
当每极磁通一定时, 为常数，令
K e Ce
则
Ea K e n
其中，Ke称为电势系数。
1.1 直流发电机的工作原理和结构
结论：
电刷两端的感应电势和电机的转速成 正比。即电势的大小能表征转速的大小。 因此直流发电机能把转速信号转换成 电势信号，从而可用来测速。
绪
论
三、主要参考书：
1、陈隆昌编著《控制电机》 西安电子科技大学出版社；
2、梅晓榕编著《自动控制元件及线路》
哈尔滨工业大学出版社；
3、刘向群编著《自动控制元件》（电磁类）
北航出版社： 4、秦曾煌编著《电工技术》（电机部分） 高等教育出版社。
第一章 直流测速发电机
从能量转换的角度来看，它把机械能转换为电能， 输出直流电；从信号转换的角度来看，它把转换信号 转换成电压信号，其值和转速成正比，即
直流发电机工作原理和结构
• 直流电机总体结构可以分成两大部分： 静 止部分(称为定子)和旋转部分(称为转子)。 定子和转子之间存在间隙(称为空气隙)。 定 子由定子铁心、 励磁绕组、 机壳、 端盖和 电刷装置等组成。 转子由电枢铁心、 电枢 绕组、 换向器、 轴等组成。 一般小型电机 的轴是通过轴承支撑在端盖上的。 直流电机 的基本结构示意图如图 2 - 8 所示。
ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。
在两极情况下， 线圈每转一圈， 电势交
变一次。 但是， 电刷电势的极性始终不
变。 这是由于通过换向器的作用， 无论
线圈转到什么位置， 电刷通过换向片只
与处于一定极性下的导体相连接， 如电
刷A始终与处在N极下的导体相连接， 而
处在一定极性下的导体电势方向是不变
的， 因而电刷两端得到的电势极性不变。
直流发电机工作原理和结构
• 1 工作原理
•
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。
•
为简明易懂， 用一个简单的两极电机模型来说
明直流发电机的工作原理。图2-1(a)是该模型的示意图。
如图示， 在空间固定不动的磁极N , S之间， 有一个铁
• 经换向器换向后， 电刷间电势虽然方 向不变， 但却有很大的脉动， 如图 2 2(b)所示。 显然， 这样的电势不是直流 电势， 暂且称其为脉动电势。为减小电 势的脉动程度， 实际电机中不是只有一 个线圈(元件)， 而是由很多元件组成电 枢绕组。 这些元件均匀分布在电枢表面， 并按一定的规律连接。
质圆柱体(电枢铁心)装在转轴上，磁极与铁心间的气隙
称为空气隙。导体ab , cd固定在电枢铁心表面径向相
直流电机的工作原理
直流电机的工作原理直流电机是一种将直流电能转换为机械能的装置。
它采用的是电磁感应的原理，通过电流在磁场中产生力矩，使得电机运转。
下面将详细介绍直流电机的工作原理。
一、电枢和磁极直流电机的关键部件是电枢和磁极。
电枢由绕组和电刷组成，绕组通常采用导电性能较好的铜线绕制，而电刷则由导电材料制成。
磁极由磁场产生器、磁铁等组成，其作用是产生均匀的磁场。
二、电磁感应在直流电机中，电枢通常由一对相互独立的绕组组成，分别称为电枢绕组和励磁绕组。
当外加电源将电流引入电枢绕组时，电枢绕组中产生的磁场与励磁绕组产生的磁场叠加，形成一个整体的磁场。
三、力矩产生当直流电机接通电源后，电枢中的电流开始流动。
根据洛伦兹力的原理，当导体在磁场中运动时，会受到一个力的作用。
在直流电机中，这个力会产生一个力矩，使电枢开始旋转。
电枢的旋转会改变磁通量的大小和方向，从而产生电感应电动势。
根据霍尔定律，电感应电动势的方向与电流变化方向相反。
这个电感应电动势会阻碍电枢继续增大电流，形成一个反作用力。
当力矩与反作用力达到平衡时，电枢将保持旋转。
四、换向器的作用为了使电枢继续旋转，需要不断改变电枢绕组的电流方向。
这就需要通过一个特殊的装置——换向器来实现。
换向器可以使电流方向周期性地变换，从而改变磁场方向，使得电枢继续运转。
五、直流电机的应用直流电机广泛应用于工业、交通、家电等领域。
在工业领域，直流电机被用于驱动各种机械设备，如风机、水泵、制造机械等。
在交通领域，直流电机被应用于电动汽车、电动自行车等。
在家电领域，直流电机被用于冰箱、洗衣机、吸尘器等家电产品。
总结起来，直流电机的工作原理是通过电磁感应的方式，利用洛伦兹力产生力矩，使得电机转动。
电枢和磁极是直流电机的关键部件。
通过换向器的作用，改变电枢绕组的电流方向，实现电机的连续运转。
直流电机在各个领域都有广泛的应用，促进了社会的发展和进步。
第2章_直流测速发电机
反之， 当温度下降时， 输出电压便升高。
第一章 直流测速发电机
减少温度影响的措施： ①测速发电机磁路通常被设计的比较饱和，磁路 饱和后励磁电流变化引起的磁通变化较小； ②励磁回路串一个阻值比励磁绕组电阻大几倍的 附加电阻来稳流；
③对温度变化引起误差要求比较严格的场合，可 在励磁回路中串联负温度系数的热敏电阻并联网 络。
第一章 直流测速发电机
(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。
图 2 - 17 测速发电机的理想输出特性
第一章 直流测速发电机
2.3.3 输出特性
在2.2节中已经推导了直流电势公式:
Ea=CeΦn
Ea∝n
(2 - 14)
返回
第一章 直流测速发电机
式(2 - 14)是负载时输出电压与转速的关系。 如果 式中Φ、 Ra和RL都能保持为常数， 则Ua与n之间仍呈 线性关系， 只不过是随着负载电阻的减小， 输出特性 的斜率变小而已， 如图 2 - 19 所示。 但该图是理想情 况下， 即Φ、 Ra不变， RL为一定时的输出特性。
pN 其中 C e 称电动势常数，Φ为每极磁通。 60 a
第一章 直流测速发电机
2.3 直流测速发电机及其输出特性 2.3.1 直流测速发电机的型式
按照励磁方式划分， 直流测速发电机有两 种型式。
1. 永磁式
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， 以图 2 - 15 所示 的符号表示。
第一章 直流测速发电机
2.4.2 电枢反应影响 电机空载时，只有励磁绕组产生的主磁场。 电机负载时， 电枢绕组中流过电流也要产生磁 场， 称为电枢磁场。 所以， 负载运行时， 电
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。
简述直流电机工作原理
简述直流电机工作原理
直流电机是一种将电能转化为机械能的装置。
其工作原理基于洛伦兹力和电流的相互作用。
直流电机通常由电磁铁、旋转部件和定子三部分组成。
当直流电机通电时，电流通过电磁铁的线圈，产生一个磁场。
该磁场会与电磁铁旁边的磁场互相作用，产生一个力矩，使电机开始旋转。
旋转部件通常由一根轴和一组线圈组成，线圈又被称为电枢。
电枢通过整流器连接到电源上，使电流得以流经线圈。
当电流通过线圈时，电流在由导电材料构成的线圈内形成一个磁场。
这个磁场与电磁铁产生的磁场相互作用，产生一个力矩，使电机旋转。
这是因为磁场中的磁力线与线圈中的电流相互作用，根据洛伦兹力原理，会产生一个垂直于磁场和电流方向的力。
为了保持电机的连续旋转，需要改变电流的方向。
这是通过电机中的换向器实现的。
换向器会反转线圈中的电流方向，使得电机继续旋转。
总的来说，直流电机的工作原理是通过电流和磁场之间的相互作用产生一个力矩，使电机旋转。
该工作原理的关键在于线圈内电流与磁场的相互作用，通过改变电流方向来保持连续旋转。
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。
测速电机工作原理
测速电机工作原理
测速电机的工作原理是基于电磁感应的原理。
当测速电机的转子转动时，转子上的导体会在磁场中感应出电动势，这个电动势和转子的转速成正比。
测速电机通常由一个固定的磁铁和一个旋转的转子组成。
磁铁产生一个恒定的磁场，而转子上有多个导体线圈，这些线圈是连接在一起的并且与转子一起旋转。
当转子转动时，导体线圈在磁场中感应出一个电动势。
根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动时，会产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与导体的长度、磁场的强度、导体与磁场的相对速度等因素有关。
由于测速电机的转子上的导体线圈在旋转时与磁场相对运动，因此会感应出一个电动势。
测速电机的电动势与转速成正比，即转速越快，感应电动势的大小就越大。
通过测量测速电机感应出的电动势，可以间接地得到转速的信息。
常见的测速电机可以配合转速传感器一起使用，传感器负责测量电动势的大小并将转速信息输出给外部系统进行处理。
总结起来，测速电机的工作原理是通过电磁感应的方式来测量转速。
转子上的导体线圈在磁场中旋转时会感应出一个与转速成正比的电动势，可以通过测量这个电动势来获取转速信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
N
+
a
A
c
B
-
S
导体ab,cd切割
磁力线产生感应
b
n
d
电势，N极下电 势方向由b指向a， s极下导体cd中
电势由c指向d,
因此电刷A为正，
B为负（左通力
右生电）
当线圈转动180o ,导体cd处于N极下，电势由d到
c ，S极下导体电势由a到b，仍然A刷为正，B刷为
a
B
-
S
电枢连续旋转，导体ab.cd
轮流交替地切割N极和S极下的
d
磁力线,ab.cd中产生交变电势， 但是换向器的作用，使电刷通
n 过换向片只与处于一定极性下
b 的导体相连接，从而使电刷两
端得到的电势极性不变，这就
是直流发电机的最基本工作原
理。
• 直流测速发电机的型式
• 按照励磁方式划分， 直流测 速发电机有两种型式。
• 1. 永磁式
•
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， 以图 所示的符号表示。
2. 电磁式
•
电磁式直流测速发电
机的定子励磁绕组由外部电
源供电， 通电时产生磁场，
以图 所示的符号表示。
三、 输出特性
Ua
E 1 Ra
Ce 1 Ra
n
RL
RL
感谢您的聆听！
日 期：2019.06.16
直流测速电机结构与工作原理是机械工业出本社《控制电机》的第四个任务模块内容，教 学内容难度适中，与之前所讲的，交流测速发电动机联系紧密，并且是我们最后的闭环控制重 要的反馈元件。直流测速电机是目前自动化生产线，智能机器人，高精度数控机床等智能制造 领域内使用最为广泛的一类电机，因此，在本章的学习中具有举足轻重的地位和作用。
教材的重点难点
重点知识 直流测速电机结构及工作原理。 难点知识 直流测速电机输出特性分析。
一、直流伺服电机的结构
直流电机
N
+
n
定子
空
转子
气
隙
S
-
定励 子磁 铁绕 心组
机端电 壳盖刷
电 换电 转 枢 向枢 绕 器铁 组 心轴
一、直流伺服电机的结构 1、转子
一、直流电机的结构
2、定子
二、直流测速发电机的工作原理
任务二 伺服电机的控制与应用
知识技能1.直流测速发 电机结构与工作原理
课程设计理念 教学目的 教学分析
直流测速发电机结构与工作原理
直流测速发电机由于 其高精度、快速性、 可靠性强的特点，大 量使用在智能制造领 域。
直流测速发电机
教学目标的确定
通过学习要求大家掌握三个目标：知识、技能和素质目标。 1.懂知识 -熟悉和掌握直流测速发电机的结构与工作原理； 2.精技能 -熟练安装和调试直流测速电机； 3.高素质 -在学习中培养学习自主学习，协作学习及分析问题、解决问题的能力，培养爱岗敬 业的精神，养成良好的职业素养。