測速發(fā)電機分為直流測速發(fā)電機和交流測速發(fā)電機,按結構和工作原理的不同可以分為以下類型測速發(fā)電機。
測速發(fā)電機分類
同步測速發(fā)電機的輸出電壓雖然也與轉速成正比,但輸出電壓的頻率也隨轉速而變化,所以只作指示元件用;異步測速發(fā)電機是目前應用最多的一種,尤其是空心杯轉子異步測速發(fā)電機性能較好。直流測速發(fā)電機存在機械換向問題,會產生火花和無線電干擾,但它的輸出不受負載性質的影響,也不存在相角誤差,所以在實際中的應用也較廣泛。
自動控制系統(tǒng)對測速發(fā)電機的要求主要是精確度高、靈敏度高、可靠性好等。
具體為:
1、 輸出電壓與轉速保持良好的線性關系;
2、 剩余電壓(轉速為零時的輸出電壓)要?。?/p>
3、 輸出電壓的極性和相位能反映被測對象的轉向;
4、 溫度變化對輸出特性的影響小;
5、 輸出電壓的斜率大,即轉速變化所引起的輸出電壓的變化要大; (6)摩擦轉矩和慣性要小。
此外,還要求它的體積小、重量輕、結構簡單、工作可靠、對無線電通訊的干擾小、噪聲小等。
在理想情況下,直流測速發(fā)電機輸出特性為一條直線,而實際上輸出特性并不是一條精確的直線。
引起誤差的主要原因是:電樞反應的去磁作用,電刷與換向器的接觸壓降,電刷偏離幾何中性線,溫度的影響等。因此,在使用時必須注意電機的轉速不得超過規(guī)定的最高轉速,負載電阻不小于給定值。在精度要求嚴格的場合,還需要對測速機進行溫度補償。紋波電壓造成了輸出電壓不穩(wěn)定,降低了測速發(fā)電機的精度。
當感應式測速發(fā)電機的勵磁繞組產生的磁通保持不變,轉子不轉時輸出電壓為零,轉子旋轉時切割勵磁磁通產生感應電動勢和電流,建立橫軸方向的磁通,在輸出繞組中產生感應電動勢,從而產生輸出電壓。輸出電壓的大小與轉速成正比,但其頻率與轉速無關,等于電源的頻率。
感應式測速發(fā)電機理想的輸出特性也是一條直線,但實際上并非如此。引起誤差的主要原因是:磁通的大小和相位都隨著轉速而變化,負載阻抗的大小和性質,勵磁電源的性能,溫度以及剩余電壓,其中剩余電壓是誤差的主要部分。
同步測速發(fā)電機定子輸出繞組感應電動勢的大小和頻率都隨轉速n的變化而變化,致使發(fā)電機本身的內阻抗和負載阻抗的大小也隨轉速而改變,所以不宜用在自動控制系統(tǒng)中。
測速發(fā)電機在自動控制系統(tǒng)和計算裝置中可以作為測速元件、校正元件、解算元件和角加速度信號元件。
測速發(fā)電機耦合在電動機軸上作為轉速負反饋元件,其輸出電壓作為轉速反饋信號送回到放大器的輸入端。調節(jié)轉速給定電壓,系統(tǒng)可達到所要求的轉速。
在直流伺服電動機的軸上耦合一臺直流測速發(fā)電機,測速發(fā)電機也作轉速反饋元件,但其作用卻不同于轉速自動調節(jié)系統(tǒng),該系統(tǒng)中轉速反饋是用于位置的微分反饋的校正,起速度阻尼作用。
測速發(fā)電機作為控制系統(tǒng)中的解算元件,既可用作積分元件,也可用作微分元件。