測速發(fā)電機工作原理
測速發(fā)電機工作原理:
(一)、直流測速發(fā)電機工型式
1、永磁式 其定子磁極由永久磁鋼做成，沒有激磁繞組。
2、電磁式 其定子激磁繞組由外部電源供電，通電時產(chǎn)生磁場。
永磁式電機結(jié)構(gòu)簡單，省掉激磁電源，便于使用，并且，溫度變化對激磁磁通的影響也小。但永磁材料價格較貴，幫常應用于小型測速成發(fā)電機中。
(二)、自動控制系統(tǒng)對直流測速發(fā)電機的要求
自動控制系統(tǒng)對其元件的要求，主要是精確度高、靈敏度高、可靠性好等。據(jù)此，直流測速成發(fā)電機在電氣性能方面應滿足以下幾項要求：
1、輸出電壓和轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線(即為輸出特性)應為線性；
2、溫度變化對輸出特性的影響要小；
3、輸出特性的斜率要大；
4、輸出電壓的紋波要小，即要求在一定的轉(zhuǎn)速下輸出電壓要穩(wěn)定，波動要小；
5、正，反轉(zhuǎn)兩個方向的輸出特性要一致，實際應用中一般都是不一致的，稍有差別。
不難理解，第3項要求是為了提高測速成發(fā)電機的靈敏度。因為輸出特性斜率大，即是速度變化相對的電壓變化大，這樣，測速成機的輸出對轉(zhuǎn)速的變化很靈敏。第1、2、4、5項的要求是為了提高測速成發(fā)電機的精度。因為只有輸出電壓和轉(zhuǎn)速成線性關(guān)系，并且正、反轉(zhuǎn)時特性一致，溫度變化對特性的影響越小，輸出電壓越穩(wěn)定，則輸出電壓就越能精確地反映轉(zhuǎn)速，這樣才能對提高整個系統(tǒng)的精度有利。
(三)、直流測速發(fā)電機的誤差及其減小的方法
1、溫度影響：
電機周圍環(huán)境溫度的變化以及電機本身發(fā)熱都會引起電機繞組電阻的變化。當溫度升高時，激磁繞阻電阻增大，激磁電流減小，磁通也隨之減小，輸出電壓就降低。反之，當溫度下降時，輸出電壓便升高。
處理方法：在激磁回路中串聯(lián)一個阻值比激磁繞阻電阻大幾倍的附加電阻來穩(wěn)流，這樣，盡管溫度升高將引起激磁繞組電阻增大，但整個激磁回路的總電阻增加不多。附加電阻可以用溫度系數(shù)較低的合金材料制成。
2、電樞反應：
測速運行時，其電樞繞組的電流產(chǎn)生電樞磁場，它對激磁繞組磁場有去磁效應。而且負載電阻越小或是轉(zhuǎn)速越高，負載電流就越大，去磁作用就越明顯，造成輸出特性曲線非線性誤差增加。
處理方法：為了減小電樞反應對輸出特性的影響，在直流測速發(fā)電機的技術(shù)條件中標有最大轉(zhuǎn)速和最小負載電阻值。在使用時，轉(zhuǎn)速不得超過最大轉(zhuǎn)速，所接負載電阻不得小于給定的電阻值，以保證非線性誤差較小。
3、延遲換向去磁：
電樞繞組的電流方向是發(fā)電刷為其分界線的。當電樞繞組元件從一個支路經(jīng)過電刷進入另一個支路時，其電流便由+i就成-i，但是當元件經(jīng)過電刷而被電刷短路的瞬間，它的電流是處于由+i變到-i的過渡過程，這個過程叫作元件的換向過程。進行換向的元件叫作換向元件。換向元件流有電流時便產(chǎn)生磁通，該磁通和主磁通方向相反，對主磁通起去磁作用(這樣的去磁作用叫做延遲換向去磁)
處理方法：為了改善線性度，對于小容量的測速機一般采取限制轉(zhuǎn)速的措施來削弱延遲換向去磁作用。
4、紋波：
測速發(fā)電機的輸出電勢并非隨時間變化而穩(wěn)定的直流電勢，其輸出電勢總是帶著微弱的脈動，通常把這種脈動稱為紋波。
處理方法：紋波主要由電機本身的固有結(jié)構(gòu)及加工誤差所引起，不可避免。
5、電刷接觸壓降：
測速電機輸出為線性關(guān)系的一個條件是電樞回路總電阻為恒值。實際上總電阻中包含的電刷和換向器的接觸電阻不是一個常數(shù)。它與材料、電流密度、電流方向、電刷接觸壓力、接觸表面溫度等因素有密切關(guān)系。電刷接觸壓降會在轉(zhuǎn)速較低時，輸出電壓對轉(zhuǎn)速的反應不靈敏，造成不靈敏區(qū)。
處理方法：采用接觸壓降較小的銀---石墨電刷、高精度測速發(fā)電機采用銅電刷。并在電刷與換向器接觸的表面上鍍上銀層，使換向器不易磨損。
(四)、直流測速發(fā)電機對旋轉(zhuǎn)機械作速度控制的應用
為了使旋轉(zhuǎn)機械保持恒速，可以在電動機的輸出軸上耦合一測速發(fā)電機，并將其輸出電壓和給定電壓相減后加入放大器，經(jīng)放大后供給直流伺服電動機。當電動機轉(zhuǎn)速上升，測速發(fā)電機的輸出電壓增大，給定電壓和輸出電壓的差值變小，經(jīng)放大后加到直流電動機的電壓減小，電動機減速；反之，若電動機轉(zhuǎn)速下降，測速電機的輸出電壓減小，給定電壓和輸出電壓的差值變大，經(jīng)放大后加給電動機的電壓變大，電動機加速。保證了電動機轉(zhuǎn)速變化很小，近似于恒速。
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