65972控制电机、朱常青王兴华电子课件第五章测速发电机57.pptx

第5章 测速发电机;测速发电机的输出电压能表征转速，因而可用来测量转速；测速发电机的输出电压正比于转子转角对时间的微分，在解算装置中可以把它作为微分或积分元件。 分类：按结构和工作原理的不同，测速发电机分为直流测速发电机、感应测速发电机和同步测速发电机，近年来还有采用新原理、新结构研制的霍尔效应测速发电机等。 要求：自动控制系统对测速发电机的基本要求是：⑴ 输出电压应与转速成正比且比例系数要大；⑵ 转动惯量小。此外，还要求它对无线电通讯干扰小、噪声低、工作可靠等。 ;5.2 直流测速发电机;5.2 直流测速发电机; 可以看出，只要保持 不变，Ua与n之间就成正比关系。当负载RL变化时，将使输出特性斜率发生变化。;5.2.2 直流测速发电机的误差及其减小方法;5.2.2 直流测速发电机的误差及其减小方法;2. 延迟换向的影响 换向元件中总电动势为 。eK阻碍电流变化，使换向延迟，称延迟换向。由于换向元件被电刷短路，eK在换向元件中产生与其方向一致的附加电流iK，iK产生磁通 , 对主磁通起去磁作用。;3. 温度的影响 在应用中，发电机本身会发热，而且环境温度也是变化的。导致励磁绕组电阻变化，将引起励磁电流和磁通的变化，使输出电压与转速之间不再是严格的线性关系。; 4. 纹波的影响 根据 ，当 为定值时，电刷两端输出不随时间变化的直流电动势。实际的电机输出电动势总是带有微弱的脉动，通常把这种脉动称为纹波。 纹波的大小和频率与电枢绕组的元件数有关，元件数越多，其脉动的频率越高，幅值越小。 纹波电压的存在对于测速发电机是不利的，当用于转速控制或阻尼元件时，对纹波电压的要求较高，而在高精度的解算装置中则要求更高。 纹波系数是指在一定转速下，输出电压中交变分量的有效值与直流分量之比。 目前国产测速发电机已做到纹波系数小于1%，国外高水平测速发电机纹波系数已降到0.1%以下。;5. 电刷接触压降对输出特性的影响 考虑到电刷接触电压的影响，输出特性的方程式可改写为;5.2.3 直流测速发电机的主要性能指标;在图5-10中，B点为 时实际输出特性的对应点。 一般 为1%~2%，对于较精密系统要求 为0.1%~0.25%。;2. 灵敏度 灵敏度也称输出斜率，是指在额定励磁电压下，转速为1000 r／min时所产生的输出电压。一般直流测速发电机空载时可达 。测速发电机作为阻尼元件使用时，灵敏度是其重要的性能指标。 3. 最高线性工作转速 和最小负载电阻 是保证测速发电机工作在允许的线性误差范围内的两个使用条件。 4. 不灵敏区 由电刷接触压降 而导致输出特性斜率显著下降(几乎为零)的转速范围。该性能指标在超低速控制系统中是重要的。;5. 输出电压的不对称度 指在相同转速下，测速发电机正、反转时，输出电压绝对值之差 与两者平均值 之比，即 输出电压不对称是电刷不在几何中性线上或剩余磁通存在造成的。一般在0.35%~2%范围内，对要求正、反转的控制系统需考虑该指标。 6. 纹波系数 测速发电机在一定转速下，输出电压中交流分量的有效值与直流分量之比。目前可做到 ＜1%，高精度速度伺服系统对该指标的要求较高。 主要性能指标是选择直流测速发电机的依据。;5.3 感应测速发电机;5.3 感应测速发电机;5.3.2 工作原理;忽略 中的漏阻抗压降时， 或;5.3.3 感应测速发电机的输出特性;5.3.3 感应测速发电机的输出特性;2. 电压相位特性 电压相位特性是指当励磁电压 和频率f 1为常数时，感应测速发电机输出电压 与励磁电压 之间的相位差 与输入转速n间的函数关系，即 。;5.3.4 感应测速发电机的主要技术指标及误差分析;5.3.4 感应测速发电机的主要技术指标及误差分析;⑵ 线性误差产生的原因 （a）励磁绕组的漏阻抗 的影响。考虑 之后励磁绕组的电压平衡方程式为 转速n变化→转子导条电流 变化→励磁电流 变化→ 变化→磁通 变化。;（c）交轴磁通 在直轴上的去磁效应。 当转子旋转时，转子导体切割交轴磁通 ，产生切割电动势 和电流 ， 产生的磁通 在直轴上，方向与 相反，其作用是去磁的。;2. 相位误差及分析 ⑴ 输出相位移和相位误差; 相移角 ,