自动控制元件哈工大出版第十章测速发电机new课件

第10章测速发电机2011－2012学年第1学期1掌握测速发电机概念,结构、分类和作用等概念；了解直流测速发电机、交流测速发电机工作原理；理解直流、交流测速发电机输出特性的区别；了解直流和交流输出特性产生误差的原因；了解测速发电机的动态特性。一、教学要求：本章教学:二、教学时间安排：2学时2绪论第一节直流测速发电机第二节交流测速发电机本章重点：直、交流测速发电机的输出特性；本章难点：交流测速发电机的工作原理。三、教学主要内容：四、教学过程：本章教学:32基本关系式与输出特性基本关系式基本关系式与电动机相似。感应电势的大小与转速成正比，电势的方向由转速的方向所决定。一直流测速发电机5空载输出特性负载时的静态特性输出电压与转速是线性关系。2基本关系式与输出特性输出斜率或灵敏度。一直流测速发电机62基本关系式与输出特性负载时的动态特性考虑电流的变化和电枢电感，直流测速发电机是一个非周期环节即惯性环节。不过，当1/T远大于系统的带宽时，测速发电机仍可看成是转速的比例环节。一直流测速发电机7换向元件中存在电势和电流，方向与换向前的电流相同。产生的磁通与主磁通方向相反，起去磁作用，称为延迟换向去磁。换向元件的电流及其去磁磁通与转速的平方成正比，它们往往是输出特性曲线高速部分产生弯曲现象的主要原因。高精度直流测速机的转速上限主要是受到延迟换向去磁效应的限制。3输出特性的误差分析延迟换向去磁一直流测速发电机9电刷与换向器之间的电阻称为接触电阻，数值不确定。当转速较低，电流较小时，接触电阻较大，测速发电机的输出电压很小，形成不灵敏区。接触电阻上的压降称为接触压降。当转速较高，电枢电流较大时，接触压降为常数。电刷与换向器的接触电阻与接触电压3输出特性的误差分析一直流测速发电机10常值接触压降使输出特性曲线向下平移。同时考虑电枢反应、延迟换向去磁、不灵敏区和接触压降后，实际输出特性如实线2所示。降低接触压降，缩小不灵敏区：采用特殊电刷，电刷接触表面镀银，镀金。电刷与换向器的接触电阻与接触电压3输出特性的误差分析接触电阻对输出特性的影响：一直流测速发电机11换向器和电刷间经常发生电火花，使输出电压上有高频尖脉冲，并带来无线电频率的噪音和干扰。为了减轻和消除输出电压上的高频毛刺，一般都要在直流测速发电机的输出端接上低通滤波电路。3输出特性的误差分析火花和电磁干扰一直流测速发电机13异步测速发电机的结构有鼠笼转子和杯形转子两种。杯形转子精度高，应用广。空心杯转子测速发电机的转子是一个薄壁非磁性空心杯。定子上嵌有在空间相差90°电角的两相绕组（激磁绕组和输出绕组）。通常为四极电机。二异步测速发电机1结构14激磁绕组加交流电压激磁，产生脉振磁通，与轴线一致，为直轴方向。转子转动，转子切割直轴磁通产生旋转电势。频率同激磁电压f，大小为2工作原理转子不动时，直轴脉振磁通在转子中感应出变压器电势。气隙中的磁通是直轴磁通，与输出绕组没有相交，输出绕组中感应电势和输出电压为零。二异步测速发电机15与直流测速发电机比较优点（1）没有电刷和换向器，构造简单，维护容易，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，惯性小；（无刷，空心杯）（4）不产生干扰火花。缺点（1）存在剩余电压和相位误差；（2）输出斜率小；（3）输出特性随负载性质（电阻，电容，电感）变化。二异步测速发电机17设传感器每转产生的脉冲数为P，在检测时间段Tg(s）内测得的脉冲数为m1，则转速n为1M法测速由规定的检测时间内传感器的脉冲数m1计算速度。三由位移传感器的脉冲信号求转速以光电增量码盘为代表的角位移传感器的输出信号是方波脉冲信号，脉冲的个数与角位移成正比。由此类脉冲信号求速度有下述三种方法。r/min18提高P和Tg，可提高分辨率。1M法测速当脉冲数增加1时，转速的变化就是M法的分辨率，记为Q（r/min），若以分辨率Q作为转速测量值的误差Δn，则误差Δn与转速n无关，但相对误差Δn/n与转速成反比。高速时相对误差小。三由位移传感器的脉冲信号求转速192T法测速当时钟脉冲的计数m2改变1时，对应的转速的变化就是分辨率Q（r/min），有

T法在低速时有较高的分辨率和精度.

n越小，Q越小，转速越低，分辨率越高。三由位移传感器的脉冲信号求转速21Tg为规定的检测时间。Tg之后传感器的第1个脉冲终止时钟脉冲计数。实际检测时间T由时钟脉冲数m2确定。m1为检测时间