1、 返回主页返回主页机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材 任务任务2 认识测速发动机认识测速发动机 测速发电机是一种测量转速的信号测速发电机是一种测量转速的信号元件，它将输入的机械转速变换为电压元件，它将输入的机械转速变换为电压信号输出，且信号输出，且输出电压与转速成正比输出电压与转速成正比关关系。系。项目四项目四 特种电机特种电机 返回主页返回主页机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材测速发电机的分类测速发电机的分类 直流测速发电机直流测速发电机 电磁式直流测速发电机、永磁式直流测
2、速发电机。电磁式直流测速发电机、永磁式直流测速发电机。交流测速发电机交流测速发电机 异步测速发电机、同步测速发电机。异步测速发电机、同步测速发电机。霍尔效应测速发电机霍尔效应测速发电机项目四项目四 特种电机特种电机 任务任务2 认识测速发动机认识测速发动机 一、直流测速发电机结构与原理一、直流测速发电机结构与原理 1.1.基本结构基本结构 从工作原理与结构看，直流测速发电机主要是一种直流整流子电机，它从工作原理与结构看，直流测速发电机主要是一种直流整流子电机，它和直流伺服电动机基本相同，有独立的励磁磁场或永久磁铁作磁场，按电枢和直流伺服电动机基本相同，有独立的励磁磁场或永久磁铁作磁场，按电枢结
3、构不同，可分为有槽式电枢、无槽式电枢、空心杯形电枢和圆盘印制绕组结构不同，可分为有槽式电枢、无槽式电枢、空心杯形电枢和圆盘印制绕组电枢等，常用的是有槽式电枢结构。电枢等，常用的是有槽式电枢结构。机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材项目四项目四 特种电机特种电机机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材 直流测速发电机的工作原理与一般直流发电机相同，如图所示。直流测速发电机的工作原理与一般直流发电机相同，如图所示。当励磁绕组产生恒定磁场，旋转的电枢在恒定磁场中切割磁通，便会在电刷当励磁绕
4、组产生恒定磁场，旋转的电枢在恒定磁场中切割磁通，便会在电刷之间产生直流电动势：之间产生直流电动势：式中式中 电刷间电动势电刷间电动势 电枢磁场电枢磁场 电枢转速电枢转速2.基本工作原理基本工作原理项目四项目四 特种电机特种电机 二、交流测速发电机结构与原理二、交流测速发电机结构与原理 机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材 异步测速发电机的定子上有两个空间上互差电角度的绕组，异步测速发电机的定子上有两个空间上互差电角度的绕组，其中一个是励磁绕组其中一个是励磁绕组,接恒频恒压的交流电源；另一个与负载（包接恒频恒压的交流电源；另一个与负载（包
5、括接收器、鉴相器、单片机、括接收器、鉴相器、单片机、PLC、数控系统等）相联，称为输、数控系统等）相联，称为输出绕组，作为测速发电机的电压输出端。出绕组，作为测速发电机的电压输出端。1.基本结构基本结构 小容量测速发电机的励小容量测速发电机的励磁绕组和输出绕组都装在外磁绕组和输出绕组都装在外定子槽中，而容量较大的测定子槽中，而容量较大的测速发电机则分装在内、外定速发电机则分装在内、外定子中。内定子由硅钢片叠成子中。内定子由硅钢片叠成，目的是减小磁阻。，目的是减小磁阻。项目四项目四 特种电机特种电机机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材 当
6、电机励磁绕组外加恒频恒压的交流电压时，便有励磁电流当电机励磁绕组外加恒频恒压的交流电压时，便有励磁电流,产生了与电产生了与电源同频率的脉振磁势和相应的脉振磁通，磁通在空间按励磁绕组轴线方向（源同频率的脉振磁势和相应的脉振磁通，磁通在空间按励磁绕组轴线方向（称为直轴称为直轴 的脉振）。的脉振）。2.基本工作原理基本工作原理 分析过程：分析过程：当当n=0，即转子不动时，此磁势只能在，即转子不动时，此磁势只能在空心杯转子中感应出变压器电势。因输出空心杯转子中感应出变压器电势。因输出绕组的轴线（称为交轴绕组的轴线（称为交轴q)和和d 轴空间位置相轴空间位置相差差90电角度，显然，无感应电势产生，电角
7、度，显然，无感应电势产生，故输出电压为零。故输出电压为零。项目四项目四 特种电机特种电机机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材项目四项目四 特种电机特种电机 （接上页）（接上页）在在n0时，即转子转动时，转子切割直轴磁通时，即转子转动时，转子切割直轴磁通 ，因而有，因而有切割电势切割电势Er,由于直轴磁通由于直轴磁通 为脉振的，电势为脉振的，电势Er 亦为交变的，电势亦为交变的，电势Er2、转子、转子电流及磁通电流及磁通 的频率均为励磁电压频率的频率均为励磁电压频率f，转子切割电势大小为：转子切割电势大小为：式中式中 C2 常数；常数；d
8、轴每极磁通的幅值。轴每极磁通的幅值。机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材（接上页）（接上页）若直轴每极磁通幅值不变，则电势若直轴每极磁通幅值不变，则电势Er与转速与转速n成正比。整个杯型转成正比。整个杯型转子可认为是短路绕组，子可认为是短路绕组，Er必会产生电流必会产生电流Ir，转子中电流产生脉振频率为，转子中电流产生脉振频率为f的磁的磁势势Fr，其空间方向如图所示。该磁势，其空间方向如图所示。该磁势Fr，可分解为两个空间分量，即直轴分，可分解为两个空间分量，即直轴分量量Frd 和交轴分量和交轴分量Frq，而，而 影响励磁磁势影响励磁磁
9、势,使励磁电流发生变化。而使励磁电流发生变化。而Frq 产生了产生了 磁通，该交轴磁通空间位置与输出绕组在轴线方向上一致，它将在输出绕组磁通，该交轴磁通空间位置与输出绕组在轴线方向上一致，它将在输出绕组中感应出频率为中感应出频率为f的变压器电势的变压器电势E2。即为测速发电机的输出电势。我们有：即为测速发电机的输出电势。我们有：异步测速发电机的输出电势，或输出异步测速发电机的输出电势，或输出电压。其频率为与转子转速大小无关。电压。其频率为与转子转速大小无关。项目四项目四 特种电机特种电机机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材 三、几种测速
10、发电机的性能及其应用三、几种测速发电机的性能及其应用 永磁直流测速发电机永磁直流测速发电机性能特点性能特点：励磁采用永久磁钢，无须励磁电源。使用方便、效率高。它是励磁采用永久磁钢，无须励磁电源。使用方便、效率高。它是一种速度检测元件，能将机械转速转换为电气信号，其输出的直流电压大一种速度检测元件，能将机械转速转换为电气信号，其输出的直流电压大小与转速成正比小与转速成正比。应应 用：用：在自动控制系统中可作测速元件、阻尼元件和解算元件等。在自动控制系统中可作测速元件、阻尼元件和解算元件等。项目四项目四 特种电机特种电机机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划
11、教材系列规划教材空心杯转子异步测速发电机空心杯转子异步测速发电机性能特点：性能特点：惯量小、能快速动作，输出电压的频率不随转速的变化而改变，惯量小、能快速动作，输出电压的频率不随转速的变化而改变，输出特性线性度好、精度高，运行可靠、无无线电干扰等特点。输出特性线性度好、精度高，运行可靠、无无线电干扰等特点。应应 用用：在反馈稳速系统中作为阻尼元件，达到使系统稳定运行的目的。在：在反馈稳速系统中作为阻尼元件，达到使系统稳定运行的目的。在计算、解算装置中作为微分、积分元件等。计算、解算装置中作为微分、积分元件等。项目四项目四 特种电机特种电机（接上页）（接上页）机械工业出版社机械工业出版社 全国技
12、工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材 三、几种测速发电机的性能及其应用三、几种测速发电机的性能及其应用 带温度补偿永磁直流测速发电机带温度补偿永磁直流测速发电机 性能特点：性能特点：与一般直流测速发电机相比，在提供一定的功率情况下，具有与一般直流测速发电机相比，在提供一定的功率情况下，具有较高的精度较高的精度。应应 用用：可用于数控装置的速度控制：可用于数控装置的速度控制,控制系统中阻尼及普通的速度指示控制系统中阻尼及普通的速度指示。项目四项目四 特种电机特种电机（接上页）（接上页）机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划
13、教材高灵敏度直流测速发电机高灵敏度直流测速发电机性能特点：性能特点：具有电机直径大、轴向尺寸小、灵敏度高等优点。结构简单、具有电机直径大、轴向尺寸小、灵敏度高等优点。结构简单、紧凑、分辨力高，输出斜率高、反应快，线性误差小、低速精确度高，可紧凑、分辨力高，输出斜率高、反应快，线性误差小、低速精确度高，可靠性好、寿命长等特点靠性好、寿命长等特点。应应 用用：广泛应用于惯性导航的稳定平台、雷达天线驱动系统、陀螺仪实验：广泛应用于惯性导航的稳定平台、雷达天线驱动系统、陀螺仪实验台的稳定与跟踪系统及单晶炉直接驱动低速伺服系统台的稳定与跟踪系统及单晶炉直接驱动低速伺服系统。项目四项目四 特种电机特种电机
14、（接上页）（接上页）机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材电磁式直流测速发电机电磁式直流测速发电机 性能特点：性能特点：具有线性误差小、运行可靠、尺寸小、质量轻等特点具有线性误差小、运行可靠、尺寸小、质量轻等特点。应应 用用：用于自动控制系统及计算、解算装置中，测速和反馈等元件：用于自动控制系统及计算、解算装置中，测速和反馈等元件。项目四项目四 特种电机特种电机（接上页）（接上页）小结小结1.交流测速发电机结构与原理分析交流测速发电机结构与原理分析2.直流测速发电机结构与原理分析直流测速发电机结构与原理分析3.测速发电机的应用测速发电机的应用 机械工业出版社机械工业出版社 全国技工院校全国技工院校“十二五十二五”系列规划教材系列规划教材项目四项目四 特种电机特种电机
