电机及电力拖动第13章测速发电机
电机及拖动PPT课件
A、增大励磁电流
B、减小励磁电流
C、保持励磁电流不变 D、使励磁电流为零
答案： C
2.2.2 反接制动
*电压反接制动 电压反接制动时接线如图所示。
开关S投向“电动”侧时，电枢接正极
电压，电机处于电动状态。进行制动时，开
关投向“制动”侧，电枢回路串入制动电R阻B 后，接上极性相反的电源电压，电枢回路内
定义：当 U 、U N I f时，I fN n f(I a )
由方程式可得
n
UN CeΦ
Ra CeΦ
Ia
Tn
Tem
n
T2
T0
0
Ia
)。 A、n=(U-IaRa)/Ceφ B、n=(U+IaRa)/Ceφ C、n=Ceφ/(U-IaRa) D、n=Ceφ/(U+IaRa) 答案： A
第二章直流电动机的电力拖动
电机及拖动
绪论 第一章 直流电机 第二章 直流电动机的电力拖动 第三章 三相异步电动机 第四章 三相异步电动机的电力拖动
为什么要学电机？
请同学们就电机的相关应用举例。
绪论
电机是利用电磁感应原理工作的机械。 电机常用的分类是按功能分，有发电机、电动机、变压器和 控制电机四大类；
归纳如下：
电机
变压器 直流电机
把电刷A、B接到直流电源 力形成逆时针方向的电磁转矩。
上，电刷A接正极，电刷B接负 当电磁转矩大于阻转矩时，电机
极。此时电枢线圈中将电流流过。转子逆时针方向旋转。
当电枢旋转到右图所示位置时
原N极性下导体ab转到S极下， 受力方向从左向右，原S 极下 导体cd转到N极下，受力方向 从右向左。该电磁力形成逆时 针方向的电磁转矩。线圈在该 电磁力形成的电磁转矩作用下 继续逆时针方向旋转。
《电机与电力拖动》教学大纲
教学大纲1.课程性质本课程是机电一体化技术、电气自动化技术专业的一门重要的专业主干课。
2.教学目的及教学任务主要任务是使学生掌握“适度、够用”的电机理论和电力拖动的有关基础知识，掌握各类电机工作原理，了解其结构特点和基本特性，了解直流电动机、三相异步电动机、变压器、同步电机、控制电机的运行特性和分析方法，掌握各类电机的机械特性以及起动、制动和调速的基本技能。
该课程是集理论教学、实践教学与应用为一体的专业主干课程，它不仅为学生实训和毕业设计奠定理论和实践基础，而且为机电一体化技术、电气自动化技术专业学生考高级电工资格证书、职业能力培养做准备。
3.教学目标学生学完本课程后，应达到以下要求：3.1知识目标1）熟悉常用的直流电动机、变压器、三相异步电动机的基本结构，掌握它们的工作原理和基本理论；2）掌握直流电动机、三相异步电动机的机械特性及各种运转状态的基本理论；3）掌握直流电动机、三相异步电动机起动、制动、调速和反转的电力拖动基本原理和有关计算方法；具有选择电力拖动方案所需的基础知识；4)了解单相异步电动机、三相同步电动机及几种常用控制电机的特点、用途和工作原理。
3.2能力目标1）直流电动机的拆装；2）直流电机故障分析与维护；3）直流他励电动机的机械特性测试；4）直流他励电动机的起动、停止线路的安装；5）变压器的安装与试验；6）变压器的运行特性与参数测试；7）三相异步电动机的拆装、检修与测试；8）三相异步电动机定子绕组重绕；9）三相异步电动机的工作特性；10）三相异步电动机的效率测量；11）三相异步电动机的温升测量；12）三相异步电机运行故障及维修；13）三相异步电机基本检测方法；14）三相异步电动机的机械特性测试；15）同步电动机调相运行特性；16）几种常用的控制电动机的选择；17）电力拖动系统中电动机的选择；3.3素质目标1）培养学生勤于思考，认真做事的良好作风；2）培养学生分析问题，解决问题的能力；3）培养学生电机与电力拖动系统的基本的实验方法与技能；4）培养学生的沟通能力及团队协作精神；5）培养学生勇于创新，敬业爱业的工作作风；6）培养学生的质量意识，安全意识。
电机与电力拖动电子课件 (14)
电机转速n变化而变化的关系曲
线 U f (n)，称为输出特性，如图9.8
1—RL较小；2—RL较大
所 的
示
U
。
f
负(n)载斜率电越阻大RL，的测值速越发大电时机的，
图9.8
直流测速发电机的输出特性
旋转，电枢导体切割主磁通
而在其中生成感应电动势E。 电动势E的极性决定于测速发 电机的转向，电动势E的大小 与转速成正比，即
E Ce n
测速发电机空载时，其 输出电压U为
图9.7 直流测速发电机原理图
U E Ce n
基本工作原理（续1）
测速发电机负载时，电枢绕组
中因流过电枢电流I而在电枢绕组电
1．基本结构
异步测速发电机是自动
控制系统中应用较多的一种 交流测速发电机，它的结构 与交流伺服电动机相似，如 图9.4所示。它主要由定子、 转子组成，根据转子结构的 不同分为笼式转子和空心杯 转子两种。空心杯转子的应 用较多，它由电阻率较大、 温度系数较小的非磁性材料 制成，以使测速发电机的输 出特性线性度好、精度高。 杯壁通常只有0.2mm～0.3mm 的厚度，转子较轻以使测速 发电机的转动惯性较小。
（9-2）
有由此看出，当励磁电压Uf及频率f恒定时
E2 q Iq Eq n
（9-3）
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
输线出U2电 压f (n值) 称。为输输出出电特压性U2，与如转图速9的.6关所系示曲。 实际上，由于存在漏阻抗、负载变化等问
题，直轴磁通 d 是变化的，输出电压与转 速不是严格的正比关系，输出特性呈现非
定测速，给发电励电压机U磁f恒的绕定气组的隙N1单中加相便频交会率流生f 电成恒， 一个频率为f、方向为励磁绕 组的脉N1振轴磁线动方势向及（相即应d轴的方脉向振磁）
常用电机与控制—测速发电机
图 3 他励测速发电机接线图 直流测速发电机的主要特性也是输出电压正比转速。直流测速发电机的基本公式之 一是：
E＝TE·Φ·n 上式表明直流测速发电机的电动势 E 是正比于磁通Φ与转速 n 的乘积的。在他励测 速发电机中，如果保持励磁电压 U1 为定值，而磁通Φ也是常数；因此，E 正比于 n。 直流测速发电机的输出电压（即电枢电压）为：
常用电机与控制—测速发电机
在自动控制系统中，测速发电机一般用来测量和调节转速，或将它的输出电压反馈 到电子放大器的输入端以稳定转速。
测速发电机按电流种类可分为直流和交流两种。下面分别介绍交流测速发电机和直 流测速发电机的工作原理。
一、交流测速发电机 交流测速发电机分同步式和异步式两种，现以异步式发电机为例，介绍其工作原理。 它的定子上装有两个绕组，一个作励磁用，称为励磁绕组 1，另一个输出电压，称为输 出绕组 2；两个绕组的轴线互相垂直，在空间上相隔 90°，其原理如图 1 所示。它的转 子一般为杯形转子，通常是由铝合金制成的空心薄壁圆筒。此外，为了减少磁器的磁阻， 在空心杯形转子内放置有固定的内定子。在分析时，杯形转子可视作由无数并联的导体 条组成，和鼠笼转子一样。
机车电机与电器PPT课件项目5任务六 测速发电机
目录
CONTENTS
A
任务提出
B
任务目标
C
相关知识
D
任务实施
E
思考题
01 任务一
Part
任务提出
任务提出
测速发电机可以将机械转速转换为相应的电压信号，在自动控 制系统中常用作测量转速的信号元件，在机车上主要用于测量牵引 电机的转速。
02 任务一
Part
任务目标
任务目标
1.能描述测速发电机的应用和分类； 2.掌握直流测速发电机的结构及工作原理； 3.掌握交流测速发电机的结构及工作原理。
任务实施
1.交流异步测速发电机的结构 交流异步测速发电机的结构有笼型转子和杯形转子两种。 笼型测速发电机不及空心杯型测速发电机的测量精度高，而且空心杯结构
的测速发电机的转动惯量也小，适合于快速系统。因此目前应用比较广泛的是 空心杯测速发电机。
杯型转子是一个薄壁非磁性杯，为了使测速发电机输出特性的线性度好， 性能稳定，要求它的转子电阻值大一些，通常采用电阻率大的硅锰青铜或锡锌 青铜制成，杯壁厚为0.2～0.3mm。
发热会引起励磁绕组电阻的变化，从而引起励磁电流的变化，会造成一定的测 量误差。
永磁式直流测速发电机的磁极由永久磁铁构成，结构简单，受温度变化引 起的误差也小，应用广泛。
任务实施
基本任务1 直流测速发电机
2.工作原理
直流测速发电机工作原理图
直流测速发电机输出特性
任务实施
基本任务2 交流测速发电机
交流测速发电机有异步式和同步式两种。 同步测速发电机的输出电压频率和电压幅值均随着转速的变化而变化，因 此一般用作指示式转速计，很少用于控制系统中的转速测量。 异步测速发电机的输出电压频率与励磁电压频率相同而与转速无关，其输 出电压与转速成正比，因此在控制系统中得到广泛应用。
(2021年整理)智慧树知到《电力拖动自动控制系统(黑龙江联盟)》章节测试答案
智慧树知到《电力拖动自动控制系统(黑龙江联盟)》章节测试答案编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（智慧树知到《电力拖动自动控制系统(黑龙江联盟)》章节测试答案）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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智慧树知到《电力拖动自动控制系统（黑龙江联盟）》章节测试答案第一章1、不属于电力拖动自动控制系统构成单元的是（）.A.电动机B.功率放大与变换装置C.柴油机D.传感器答案：柴油机2、电动机转速与转角控制的根本是（）控制，但同时也需要做好( ）控制。
A.磁链、转矩B.转矩、磁链C.电流、转速D.转速、电流答案：转矩、磁链3、直流电力拖动控制系统和交流电力拖动控制系统比较，（）流电力拖动控制系统的数学模型简单；（)流电力拖动控制系统调节器的设计简单。
A；B；C；D。
A.直、交B.交、直C.直、直D.交、交答案：直、直4、船舶电力推进是通过（）拖动螺旋桨的系统。
A.柴油机B.汽轮机C.燃气轮机D.电动机答案：电动机5、（)电动机的转速与电源频率保持严格对应关系，机械特性硬。
A.直流B.异步C.同步D.永磁答案：同步6、典型机械负载中，起重机提升重物属于（）负载。
A.反抗性恒转矩B.位能性恒转矩负载C.通风机类D.恒功率负载答案: 位能性恒转矩负载7、典型机械负载中，船舶螺旋桨属于（）负载。
A.反抗性恒转矩B.位能性恒转矩负载C.通风机类D.恒功率负载答案：通风机类8、根据转速-转矩四象限,电动机在第四象限为（)状态。
A.正向电动B.反向电动C.正向制动D.反向制动答案: 反向制动9、转速-转矩四象限中的第三象限，电动机电磁转矩与转速方向相（），为（）性质。
《电力拖动自动控制系统》参考答案
《电力拖动自动控制系统》参考答案：第一章一、填空题：1.答案：静止可控整流器直流斩波器2.答案：调速范围静差率.3.答案：恒转矩、恒功率4.答案：脉冲宽度调制二、判断题：答案：1.×、2. √、三、问答题：1.答案：生产机械的转速n与其对应的负载转矩T L的关系。
1.阻转矩负载特性；2.位转矩负载特性；3.转矩随转速变化而改变的负载特性，通风机型、恒功率、转矩与转速成比例；4.转矩随位置变化的负载特性。
2.答案：放大器的放大系数K p，供电电网电压，参数变化时系统有调节作用。
电压负反馈系统实际上只是一个自动调压系统，只有被反馈环包围部分参数变化时有调节作用。
3.答案：U d减少，转速n不变、U d增加。
4.答案：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围。
当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之比，称作转差率。
静态速降值一定，如果对静差率要求越严，值越小时，允许的调速范围就越小。
5.答案：反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
系统能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。
但完全服从给定作用。
反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。
可见，测速发电机的励磁量发生变化时，系统无能为力。
6.答案：采用比例积分调节器的闭环调速系统是无静差调速系统。
积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，原因是积分调节器的输出包含了输入偏差量的全部历史。
可以实现无静差调速。
四、计算题：1.答案：开环系统的稳态速降：354.33r/min；满足调速要求所允许的稳态速降：8.33r/min；闭环系统的开环放大系数：41.542.答案：42.5N•M，3.41N•M3.答案：T=62.92N•M，n=920r/min，cosФ=0.784.答案：α=0。
时n0=2119r/min, α=30。
时n0=1824r/min，α=31.1。
特种电机的介绍
1
（13-3）
根据旋转磁场和电磁转矩旳基本概念， 当电磁转矩为正 时，其方向是使转子顺着旋转磁场方向转动；而当电磁转矩为 负时，其方向是使转子逆着旋转磁场方向转动。所以，TF和TJ 都是倾向于使δ=0。假如只有接受机旳转子能够自由转动，它将 沿着旋转磁场旳方向转动，直至δ=0 。假如发送机旳转子不断 地旋转，则接受机旳转子也将以一样旳速度不断地旋转。
13
第13章 特种电机
13.3.1 基本构造 励磁绕组
•
F n1
•
• IF EF
发送机
•
F
n1
•
•
IJ
EJ
接收机
整步绕组
•
•
EF
EJ
a)
•
ΔE
•
•
IJ •
EJ J
EF
F
•
IF
b)
图13-6 三相自整角机的接线图与工作原理
14
第13章 特种电机
13.3.2 工作原理
TF
TJ
3EFIF cosF
2
第13章 特种电机
13.1 旋转变压器
旋转变压器是输出电压与转子转角成一定函数关系旳特种 电机，其一、二次侧绕组分别放在定、转子上，一次侧绕组与 二次侧绕组之间旳电磁耦合程度与转子旳转角亲密有关。
按照输出电压与转子转角间旳函数关系，能够分为正余弦 旋转变压器和线性旋转变压器等。正余弦旋转变压器旳输出电 压与转子转角成正余弦函数关系，而线性旋转变压器旳输出电 压在一定转角范围内与转子转角成正比。可见，旋转变压器是 将角度信号转换成与其成某种函数关系旳电压信号，其主要用 途就是进行坐标变换、三角运算和角度数据传播等。
电机与拖动 总复习二 课堂笔记及练习题
电机与拖动总复习二课堂笔记及练习题主题：总复习二学习时间：2017年1月30日--2月5日内容：我们这周主要复习课件6-11章涉及的基本概念。
希望通过下面的内容能使同学们加深对这几章内容基本概念的理解。
一、控制电机控制电机主要用于自动控制系统中作为检测、比较、放大和执行元件，其主要任务是转换和传递控制信号。
控制电机的种类繁多，其中包括：1.伺服电动机伺服电动机是应用在伺服系统中的驱动电动机（或称为执行元件），以实现对机械位置或角度的自动控制。
伺服电动机具有可控性好、响应速度快、定位准确、调速范围宽等特点。
按工作电源的不同，伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。
2.步进电动机步进电动机又称为脉冲电动机，其功能是将电脉冲信号转变为响应的角位移或线位移。
步进电动机作为执行元件用于数字控制系统中，按照控制脉冲的要求，迅速起动、反转、制动和无级调速，运行时能够不失步，无积累误差、步距精度高，广泛用于数控机床、打印机、绘图仪、机器人控制、石英钟表等场合。
步进电动机按结构分类，有反应式、永磁式和永磁感应式3种。
3.测速发电机测速发电机是一种把转速信号转换成电压信号的测量元件（或称信号元件），与伺服电动机的运行状态正好相反。
作为测量元件，要求测速发电机的输出电压与转速成严格的线性关系，且斜率要大，以保证有高的精度和灵敏度。
测速发电机分为直流测速发电机和交流测速发电机。
直流测速发电机按励磁方式又分为他励式和永磁式。
4.自整角机自整角机是一种感应式交流电机，能够实现转角与电信号的相互转换。
它广泛应用于角度、位置等指示系统和随动系统中，实现角度的传输、变换和指示，使机械上互不相连的两根或多根轴同步偏转或旋转（对角位移或角速度的偏差自动整步）。
自整角机通常是两台或多台组合使用，装在主令轴上的是自整角发送机，用以接收主令轴的转角信号，装在从动轴上的是自整角接收机，用以接收发送机的信号，使从动轴随主令轴同步转动。
国家开放大学《电机拖动应用技术》章节练一练参考答案
国家开放大学《电机拖动应用技术》章节练一练参考答案第一章1.直流发电机主磁极磁通产生感应电动势存在于（）中A.电枢绕组B.励磁绕组C.电枢绕组和励磁绕组2.直流发电机电刷在几何中线上，如果磁路不饱和，这时电械反应是（）A.助磁B.不去磁也不助磁C.去磁3.如果并励直流发电机的转速上升20%，则空载时发电机的端电压U0升高（）A.20%B.大于20%C.小于20%4.并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组（）。
A.分别独立连接电源B.串联相接C.并联相接D.一部分串接一部分并联相接5.直流电动机是把直流电能换成（）输出。
A.机械能B.电场力C.直流电压D.直流电流6.一台并励直流发电机，正转能自励，若反转也能自励。
（×）7.一台直流发电机，若把电枢固定，而电刷与磁极同时旋转，则在电刷两端仍能得到直流电压。
（√）8.直流电动机的电磁转矩是驱动性质的，因此稳定运行时，大的电磁转矩对应的转速就高。
（×）9.直流电机单叠组元件两端应联接在相邻的两个换向片上。
（√）10.直流电机中一个磁极下所有导体电流向必须一致。
（√）11.换向器与电刷的作用是什么？参考答案：直流电机内部元件流的是交流；所以直流电动机电刷把外部供给的直流电引到换向器上，通过换向器上换向片的旋转，转换到元件上的为交流电；直流发电机内部发的是交流电，引到换向器的换向片上，旋转的换向器通过电刷把内部的交流转换外部的直流电。
12.直流电机有几中励磁方式，各自有什么的特点？参考答案：直流电机励磁方式：他励、并励、串励、复励；他励电机的励磁绕组与电枢绕组电源各自独立。
并励电机的励磁绕组并接在电枢绕组两端，共用一个电源；串励电机的励磁绕组串接在电枢绕组中，共用一个电源；复励电机有两套励磁绕组一个并接在电枢绕组中，一个串接在电枢绕组中，共用一个电源，按二者产生的磁场是增加还是减少，分为积复励和差复励。
第二章1.在直流电动机中机械特性最硬的一般为____。
《电力拖动自动控制系统-运动控制系统》课后习题答案
第一章闭环控制的直流调速系统1－1为什么PWM—电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能？答：PWM—电动机系统在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路简单，需用的功率器件少。
（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。
（3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1：10000 左右。
（4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。
（5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。
（6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
1－2试分析有制动通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的。
答：在制动状态中，为负值，i VT就发挥作用了。
这种情况发生在电动运行过程中需要降d 2速的时候。
这时，先减小控制电压，使U g1 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d降低。
但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成E U d，很快使电流i d反向，VD2截止，在t on≤ t＜Ｔ时，U g2 变正，于是VT2导通，反向电流沿回路3 流通，产生能耗制动作用。
在T t≤＜Ｔ+ t时，VT关断，−i d沿回路4 经VD续流，向on 2 1电源回馈制动，与此同时，VD1两端压降钳住VT1使它不能导通。
在制动状态中，VT2和VT1轮流导通，而VT始终是关断的。
1在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT1关断后i d经VD2续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD2两端电压也降为零，VT2便提前导通了，使电流反向，产生局部时间的制动作用。
１－３调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母Ｄ表示，即D= nmax其中，n和n一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负n min max min载很轻的机械，可以用实际负载时的最高和最低转速。
电机与变压器任务2测速发动机课件
项目四 特种电机
二、交流测速发电机结构与原理
1.基本结构 异步测速发电机的定子上有两个空间上互差电角度的绕组，
其中一个是励磁绕组, 接恒频恒压的交流电源；另一个与负载（包 括接收器、鉴相器、单片机、PLC、数控系统等）相联，称为输 出绕组，作为测速发电机的电压输出端。
小容量测速发电机的励 磁绕组和输出绕组都装在外 定子槽中，而容量较大的测 速发电机则分装在内、外定 子中。内定子由硅钢片叠成 ，目的是减小磁阻。
机械工业出版社 全国技工院校“十二五”系列规划教材
项目四 特种电机
2.基本工作原理 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。 当励磁绕组产生恒定磁场，旋转的电枢在恒定磁场中切割磁通，便会在电刷 之间产生直流电动势：
式中 —电刷间电动势 —电枢磁场 —电枢转速
机械工业出版社 全国技工院校“十二五”系列规划教材
机械工业出版社 全国技工院校“十二五”系列规划教材
项目四 特种电机
（接上页）若直轴每极磁通幅值不变，则电势Er与转速n成正比。整个杯型转 子可认为是短路绕组， Er必会产生电流Ir，转子中电流产生脉振频率为f的磁 势Fr，其空间方向如图所示。该磁势Fr ，可分解为两个空间分量，即直轴分 量Frd 和交轴分量Frq，而 影响励磁磁势,使励磁电流发生变化。而Frq 产生了 磁通，该交轴磁通空间位置与输出绕组在轴线方向上一致，它将在输出绕组 中感应出频率为f的变压器电势E2 。
机械工业出版社 全国技工院校“十二五”系列规划教材
项目四 特种电机
2.基本工作原理 当电机励磁绕组外加恒频恒压的交流电压时，便有励磁电流,产生了与电 源同频率的脉振磁势和相应的脉振磁通，磁通在空间按励磁绕组轴线方向（ 称为直轴 的脉振）。 分析过程： 当n=0，即转子不动时，此磁势只能在 空心杯转子中感应出变压器电势。因输出 绕组的轴线（称为交轴q)和d 轴空间位置相 差90°电角度，显然，无感应电势产生， 故输出电压为零。
《项目四测速发电机》课件
测速发电机的应用案例
汽车行业
测速发电机广泛应用于汽车控制 系统，用于检测车速、转速和位 置等参数，为车辆的稳定性和安 全性提供保障。
工业自动化
在工业自动化领域，测速发电机 被用于精确控制电机速度和位置 ，实现自动化生产线的精确控制 和高效运行。
航空航天
在航空航天领域，测速发电机用 于检测飞行器的速度、位置和姿 态等参数，为飞行控制系统的稳 定运行提供重要支持。
测试环境
需要一个安静、无干扰的环境，以确 保测试结果的准确性。
测试设备
包括测速发电机、测试仪器、电源、 负载等，以确保测试的完整性和可靠 性。
测速发电机的性能测试方法
空载测试
01
在无负载的情况下，测量发电机的电压、电流和转速，以评估
发电机的性能。
负载测试
02
在发电机加载不同负载的情况下，测量发电机的电压、电流、
CHAPTER
02
测速发电机的原理
测速发电机的工作原理
01
测速发电机是一种将转速转换为电压的传感器，其 工作原理基于电磁感应定律。
02
当转子旋转时，磁力线穿过导体，从而在导体中产 生感应电动势。
03
该感应电动势与转速成正比，因此可以通过测量感 应电动势来测量转速。
测速发电机的输出特性
测速发电机的输出电压与转速 成线性关系，通常在一定转速
THANKS
Hale Waihona Puke 感谢观看范围内。随着转速的增加，输出电压 也相应增加，但当转速超过 一定范围时，输出电压可能
不再线性增加。
测速发电机的输出特性还受到 温度、磁场强度和机械结构等
因素的影响。
测速发电机的线性度与精度
测速发电机的线性度是指其输出电压与转速之间的线性关系程度，通常以 百分比表示。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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第十三章 测速发电机
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测速发电机是一种反映转速的信号元件，它将输入的机械 转速变换成电压信号输出，这要求电机的输出电压与转速成 正比关系。
• 13.1 直流测速发电机
• 13.2 交流异步测速发电机
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13.1 直流测速发电机 13.1.1 工作原理
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即U0=E0，因而输出电压与转速成正比。
在负载时，因电枢电流Ia≠0，若不讲电枢反应的影响，直流测
速发电机的输出电压为U=E0-IaRa,电枢电流为 以上三式整理得 U Ce0 n
Ia
U Rz
1 Ra
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Rz
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在理想情况下，Ra、Rz 和φο 均为常数，直流测 速发电机的输出电压U 与转速n仍成线性关系。 对于不同的负载电阻，
异步测速发电机就能将转速信号转变
成电压信号，实现测速的目的。
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13.2.2 主要误差
自动控制系统对异步测速发电机的要求： ①输出电压与转速成严格的线性关系。 ②输出电压与励磁电压（压）相同。 ③转速为零时，没有输出电压，即所谓剩余电压为零。
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一、线性误差
输出电压U2与转速n成严格的线性关系的前提是励磁绕组轴 线（d轴）上产生变压器电动势的脉振磁通φd的振幅应保持 恒定。但是实际上励磁绕组有电阻和漏抗φd的振幅是变化 的，这就破坏了输出电压与转速应保持的线性关系。
优点：结构简单，维护容易，运行可靠；没有电刷和换向器， 因而无滑动接触，输出特性稳定、精度高；摩擦力矩小，转动 惯量小；正反转输电压对称。
缺点：存在相位误差和剩余电压；输出斜率小；输出特性随负 载性质（电阻、电感、电容）而有不同。
当使用直流或交流测速发电机都能满足系统要求时,则需考虑
到它们的优缺点,全面权衡,合理选用。
①周围环境温度的变化，特别是励磁绕组长期通电热而引起 的励磁绕组电阻的变化，将引起励磁电流及磁通φ0的变化，从 而造成线性误差。
②直流测速发电机有负载时电枢反应的去磁作用，使测速发 电机气隙磁通减小，引起线性误差。
③因为电枢电路总电阻中包括电刷与换向器的接触电阻，而这
种接触电阻是随负载电流变化而变化的。当发电机转速较低时，
测速发电机的输出特性
的斜率也有所不同，它
随负载电阻的减小而降
低，如图。
直流测速发电机的输出特性
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13.1.2 误差原因
直流测速发电机输出电压U与转速n成线性关系的条件是φο、 Ra、Rz保持不变，实际上，在运行时，有一些因素会引起这些 量发生变化，这些因素是：
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直流测速发电机结构与普通小型直流发电机相
同，按励磁方式可分为他励式和永磁式两种。
其原理图如图，在恒定磁场中，电枢以转速n
旋转时，电枢上的导体切割磁通φ0，在电刷间
产生空载感应电动势E0。
E0
PN 60a 0n Ce0n
在空载时，即电枢电流Ia=0,其输出电压就是空载感应电动势，
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减少误差方法: ①设法减小定子阻抗和增大转子电阻。
②可提高电源频率以增加同步转速，减小相对转速，降低 测速发电机的最大误差。
二、相位误差
输出电压与励磁电压之间的相位误差是由励磁绕组的 漏阻抗压降所引起的。
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13.2.3 剩余电压
测速发电机已励磁而转子不转（即零信号状态下）时，输出 绕组所出现的电压，称为剩余电压，亦称零信号电压。
相应的电枢电流较小，而接触电阻较大，这时测速发电机虽然
有输入信号（转速），但输出电压却很小，因而在输出特性上
引起线性误差。
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为了减小由温度变化而引起的磁通变化 一方面可在实际使用时在励磁回路中串联一个电阻值较大的 附加电阻。 另一方面设计时可使发电机磁路处于较饱和状态
为了减小电枢反应的去磁作用 在设计时可在定子磁极上安装补偿绕组，并选取较小的线负 荷和适当加大发电机气隙， 在使用时尽可能采用大的负载电阻，并选用适当的电刷，以 减小电刷接触压降。
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13.2 交流异步测速发电机 13.2.1 工作原理
空心杯形转子异步测速发电机结构和杯 形转子伺服电动机相似，转子是一个薄 壁非磁性杯，通常用高电阻率的硅锰青 铜或铝锌青铜制成。定子的两相绕组在 空间位置上严格保持90°电角度，其中 一相作为励磁绕组，外施稳频稳压的交 流电源励磁；另一相作为输出绕组，其 两端的电压即为测速发电机的输出电压， 如图。
式中N2Kw2——输出绕组的有效匝数，对一 定的电机，其值为常数。
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考虑到φq∝Erq而Erq∝n，故输出电动势E2可写成E2=C1n C1——比例常数。
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即输出绕组中所感应产生的电动势E2 与转速n成正比，由这个电动势产生输
出电压U2。若转子转动方向相反，则 转子中的旋转电动势Erq，电流Irq及其 所产生的磁通φq的相位均随之相反， 因而输出电压的相位也相反。这样，
交流异步测速发电 机的工作原理
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当电机的励磁绕组外施电压U1时，便有电流I1流过绕组，在电机 气隙中沿励磁绕组轴线（d轴）产生一频率为f的脉动磁通φ1。
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转子不动时
d轴的脉振磁通只能在空心杯转子中
感应出变压器电动势，这一变压器
电动势将产生转子电流，此电流所
产生的磁通与励磁绕组产生的磁通
在同一轴线上，阻碍φ1的变化，所 以合成磁通仍为沿d轴的磁通φd。而 输出绕组的轴线和励磁绕组轴线空
间位置相关90°电角度，它与d轴磁
通没有耦合关系，故不产生感应电
动势，输出电压为零。
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交流异步测速发电机 的工作原理
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转子转动后
转子绕组中除了感应有变压器电动势外，同时因转子导体切割
磁通φd，而在转子绕组中同还感应一旋转电动势Erq，其有效
值为
Erq Cqdn
Cq——比例常数。
而φq的轴线则与输出绕组轴线（q轴）重合，由于φq作用在q 轴，因而在定子输出绕组中感应出变压器电动势，其频率仍 为f，而有效值为 E2 4.44 fN2K2q
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13.3 选择时应注意的问题
在选用时，应根据系统的频率电压、工作转速和具体用途夹 选择交流测速发电机的规格，用作解元件的应着重考虑精度要 高，输出电压稳定性好；用于一般转速检测或作阻尼元件时， 应着重考虑输出斜率要大。
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与直流测速发电机比较，交流异步测速发电机
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产生剩余电压的原因主要有两个方面:
①制造工艺不良，如内定子椭圆，造成磁路不对称，绕组匝 间短路以及两相绕组在空间下完全成90°电角度等原因，使 励磁绕组与输出绕组之间存在着耦合作用。
②导磁材料不均匀以及非线性，产生高次谐波磁场，就会在 输出绕组中感应出谐波电动势。为此，应合理地选择磁性材 料和提高加工质量，采用补偿绕组和磁路补偿等措施，昼减 少剩余电压。