測(cè)速發(fā)電機(jī)工作原理
測(cè)速發(fā)電機(jī)工作原理:
(一)、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)工型式
1、永磁式 其定子磁極由永久磁鋼做成，沒(méi)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(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
永磁式電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省掉激磁電源，便于使用，并且，溫度變化對(duì)激磁磁通的影響也小。但永磁材料價(jià)格較貴，幫常應(yīng)用于小型測(cè)速成發(fā)電機(jī)中。
(二)、自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的要求
自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)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(cè)速成發(fā)電機(jī)在電氣性能方面應(yīng)滿足以下幾項(xiàng)要求：
1、輸出電壓和轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線(即為輸出特性)應(yīng)為線性；
2、溫度變化對(duì)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(dòng)要小；
5、正，反轉(zhuǎn)兩個(gè)方向的輸出特性要一致，實(shí)際應(yīng)用中一般都是不一致的，稍有差別。
不難理解，第3項(xiàng)要求是為了提高測(cè)速成發(fā)電機(jī)的靈敏度。因?yàn)檩敵鎏匦孕甭蚀螅词撬俣茸兓鄬?duì)的電壓變化大，這樣，測(cè)速成機(jī)的輸出對(duì)轉(zhuǎn)速的變化很靈敏。第1、2、4、5項(xiàng)的要求是為了提高測(cè)速成發(fā)電機(jī)的精度。因?yàn)橹挥休敵鲭妷汉娃D(zhuǎn)速成線性關(guān)系，并且正、反轉(zhuǎn)時(shí)特性一致，溫度變化對(duì)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(duì)提高整個(gè)系統(tǒng)的精度有利。
(三)、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的誤差及其減小的方法
1、溫度影響：
電機(jī)周圍環(huán)境溫度的變化以及電機(jī)本身發(fā)熱都會(huì)引起電機(jī)繞組電阻的變化。當(dāng)溫度升高時(shí)，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(dāng)溫度下降時(shí)，輸出電壓便升高。
處理方法：在激磁回路中串聯(lián)一個(gè)阻值比激磁繞阻電阻大幾倍的附加電阻來(lái)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(gè)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(yīng)：
測(cè)速運(yùn)行時(shí)，其電樞繞組的電流產(chǎn)生電樞磁場(chǎng)，它對(duì)激磁繞組磁場(chǎng)有去磁效應(yīng)。而且負(fù)載電阻越小或是轉(zhuǎn)速越高，負(fù)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(yīng)對(duì)輸出特性的影響，在直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的技術(shù)條件中標(biāo)有最大轉(zhuǎn)速和最小負(fù)載電阻值。在使用時(shí)，轉(zhuǎn)速不得超過(guò)最大轉(zhuǎn)速，所接負(fù)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(dāng)電樞繞組元件從一個(gè)支路經(jīng)過(guò)電刷進(jìn)入另一個(gè)支路時(shí)，其電流便由+i就成-i，但是當(dāng)元件經(jīng)過(guò)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(guò)渡過(guò)程，這個(gè)過(guò)程叫作元件的換向過(guò)程。進(jìn)行換向的元件叫作換向元件。換向元件流有電流時(shí)便產(chǎn)生磁通，該磁通和主磁通方向相反，對(duì)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(duì)于小容量的測(cè)速機(jī)一般采取限制轉(zhuǎn)速的措施來(lái)削弱延遲換向去磁作用。
4、紋波：
測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電勢(shì)并非隨時(shí)間變化而穩(wěn)定的直流電勢(shì)，其輸出電勢(shì)總是帶著微弱的脈動(dòng)，通常把這種脈動(dòng)稱為紋波。
處理方法：紋波主要由電機(jī)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(cè)速電機(jī)輸出為線性關(guān)系的一個(gè)條件是電樞回路總電阻為恒值。實(shí)際上總電阻中包含的電刷和換向器的接觸電阻不是一個(gè)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(huì)在轉(zhuǎn)速較低時(shí)，輸出電壓對(duì)轉(zhuǎn)速的反應(yīng)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(cè)速發(fā)電機(jī)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(cè)速發(fā)電機(jī)對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械作速度控制的應(yīng)用
為了使旋轉(zhuǎn)機(jī)械保持恒速，可以在電動(dòng)機(jī)的輸出軸上耦合一測(cè)速發(fā)電機(jī)，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(dòng)機(jī)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升，測(cè)速發(fā)電機(jī)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(dòng)機(jī)的電壓減小，電動(dòng)機(jī)減速；反之，若電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，測(cè)速電機(jī)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(dòng)機(jī)的電壓變大，電動(dòng)機(jī)加速。保證了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化很小，近似于恒速。
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