交流测速发电机

  交流测速发电机是一种测量转速或转速信号的元件。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。

结构

  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。

交流测速发电机结构


原理

  励磁绕组通入正弦电流时,在绕组的轴线方向上产生了一个随时间按正弦规律变化的脉动磁通Φ1。Φ1在转子中感应出电流产生,并由此产生转子磁通Φ2。

  测速发电机静止时,Φ2也沿励磁绕组的轴线方向,忽略励磁绕组的电阻和漏抗,合成磁通Φ在励磁绕组中产生的感应电动势E1与励磁电压U1的关系为:

  可见,当U1和f1不变时,合成磁通Φ的大小基本保持不变,仍为原来的磁通Φ1。由于Φ1的方向与输出绕组的轴线垂直,在输出绕组中不产生感应电动势,因此,当测速发电机静止不动时,输出电压为零。

  测速发电机旋转时,转子导体因切割磁通Φ1而产生电动势和电流。E2和I2与磁通Φ1及转子转速n成正比,转子电流I2产生磁通Φ2,两者也成正比,磁通Φ2的方向与输出绕组的轴线方向一致,因而在输出绕组中产生与励磁电压频率相同的感应电动势,输出绕组两端得到频率相同的输出电压,其大小与磁通Φ2成正比,输出电压U2与励磁电压U1及转子转速成正比。

  

交流测速发电机原理

  空心杯转子测速发电机与直流测速发电机相比,具有结构简单、工作可靠等优点,是目前较为理想的测速元件。

分类

  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大类。

  同步测速发电机又分为永磁式、感应子式和脉冲式三种。由于同步测速发电机感应电动势的频率随转速变化,致使负载阻抗和电机本身的阻抗均随转速而变化,所以在自动控制系统中较少采用。 异步测速发电机按其结构可分为鼠笼转子和空心杯转子两种。它的结构与交流伺服电动机相同。鼠笼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,一般只用在精度要求不高的控制系统中。空心杯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。目前,我国生产的这种测速发电机的型号为CK。

特点

  主要优点是:

  1.不需要电刷和换向器,构造简单,维护方便,运行可靠;

  2.无滑动接触,输出特性稳定,精度高;

  3.摩擦力矩小,惯量小;

  4.不产生干扰无线电的火花;

  5.正、反转输出电压对称。

  主要缺点是:

  1.存在相位误差和剩余电压;

  2.输出斜率小;

  3.输出特性随负载性质改变(电阻性、电感性、电容性)。

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