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，通電時產生磁場。
永磁式電機結構簡單，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、輸出電壓和轉速的關系曲線(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，即要求在一定的轉速下輸出電壓要穩(wěn)定，波動要小；
5、正，反轉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速成線性關系，并且正、反轉時特性一致，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)電機的技術條件中標有最大轉速和最小負載電阻值。在使用時，轉速不得超過最大轉速，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構及加工誤差所引起，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系。電刷接觸壓降會在轉速較低時，輸出電壓對轉速的反應不靈敏，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)電機對旋轉機械作速度控制的應用
為了使旋轉機械保持恒速，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。保證了電動機轉速變化很小，近似于恒速。
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