直流測速發(fā)電機的簡介
測速發(fā)電機是輸出電動勢與轉(zhuǎn)速成比例的微特電機。測速發(fā)電機的繞組和磁路經(jīng)準確設計,其輸出電動勢E和轉(zhuǎn)速n成線性關系,即E=Kn,K是常數(shù)。改變旋轉(zhuǎn)方向時輸出電動勢的極性即相應改變。在被測機構與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接時,只要檢測出輸出電動勢,就能獲得被測機構的轉(zhuǎn)速,故又稱速度傳感器。
直流測速發(fā)電機有永磁式和電磁式兩種。其結(jié)構與直流發(fā)電機相近。永磁式采用高性能永 久磁鋼勵磁,受溫度變化的影響較小,輸出變化小,斜率高,線性誤差小。這種電機在80年代因新型永磁材料的出現(xiàn)而發(fā)展較快。電磁式采用他勵式,不僅復雜且因勵磁受電源、環(huán)境等因素的影響,輸出電壓變化較大,用得不多。
用永磁材料制成的直流測速發(fā)電機還分有限轉(zhuǎn)角測速發(fā)電機和直線測速發(fā)電機。它們分別用于測量旋轉(zhuǎn)或直線運動速度,其性能要求與直流測速發(fā)電機相近,但結(jié)構有些差別。
結(jié)構
直流測速發(fā)電機 采用直流電機結(jié)構的測速發(fā)電機,其輸出直流電壓的大小正比于轉(zhuǎn)速,極性與轉(zhuǎn)向有關。直流測速發(fā)電機按勵磁方式可分為電磁式和永磁式。按電樞結(jié)構不同可分為有槽電樞、無槽電樞、空心電樞和圓盤式印制繞組電樞。電磁式采用他勵式,不僅復雜而且輸出電壓變化較大,用得不多。永磁式的定子用高性能永 久磁鋼構成,輸出電壓變化小,受溫度變化的影響小,線性誤差小,輸出斜率(在規(guī)定條件下,單位轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的輸出電壓)高。永磁式測速發(fā)電機在20世紀80年代因新型永磁材料的出現(xiàn)而發(fā)展較快。永磁式有槽電樞的直流測速發(fā)電機應用較多。永磁式低速直流測速發(fā)電機的工作轉(zhuǎn)速可低達每分鐘十轉(zhuǎn)或數(shù)百轉(zhuǎn)以下,或有較高的輸出斜率。無刷直流測速發(fā)電機是沒有電刷和換向器結(jié)構, 由電機和電子電路結(jié)合的測速發(fā)電機。
原理
直流測速發(fā)電機的工作原理與直流發(fā)電機相同。在恒定磁場下,旋轉(zhuǎn)的電樞導體切割磁通,就會在電刷間產(chǎn)生感應電動勢?蛰d時,電機的輸出電壓與轉(zhuǎn)速成正比。負載時,由于負載電阻、電樞電阻和電刷接觸電阻引起的電壓降,溫度變化、磁極和電樞的磁滯及渦流的影響,電樞反應、齒槽效應以及換向過程對感應電動勢瞬時值的影響等,使電機輸出特性[輸出電壓U與轉(zhuǎn)速n的關系, 即U=f(n)]的線性度變差;電刷與換向器的接觸壓降導致產(chǎn)生不靈敏區(qū)。
特點
直流測速發(fā)電機的主要優(yōu)點是:輸出為零時,無剩余電壓;輸出斜率大,負載電阻較小;溫度補償較容易。主要缺點是:由于有電刷和換向器,構造和維護比較復雜,摩擦轉(zhuǎn)矩較大;輸出電壓有紋波;正反轉(zhuǎn)輸出電壓不對稱; 對無線電有干擾。
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