9.2 测速发电机（课件）-《电机与变压器》同步精品课堂（航空工业出版社）

9.2 测速发电机 电机与变压器 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 了解直流测速发电机的结构。 能力目标 掌握直流测速发电机的工作原理、直流测速发电机的特点及应用等内容。 情感目标 以基础知识、基本概念、基本定律为主要编写原则，以“必需、够用”为准则来选择和安排知识点，并合理地更新了教学内容。 三维目标 情境引入 测速发电机 在自动控制系统中，为了便于对系统进行控制，有时需要把机械旋转量转变为电信号。 测速发电机就是能够完成这一任务的一种电磁装置，它不仅可以测量转速，还可以用作校 正元件。 情境引入 测速发电机 在实际应用中，对测速发电机的特性有以下几方面要求：输出电压与转速n 有良好的 线性关系；温度变化对输出特性的影响应尽可能小；输出电压的交流分量要小；剩余电压 要小； 情境引入 测速发电机 电机正、反转两个方向的输出特性要一致等。在保证满足这些要求的前提下，才能 使测速发电机测量的数值具有更高的准确度。 测速发电机根据其输出电压的不同可分为直流测速发电机和交流测速发电机两类。 新知学习 一、 直流测速发电机 根据励磁方 式的不同，直流测速发电机可分为他励式直流测速发电机和永磁式直流测速发电机两种。 直流测速发电机是一种能够将转速信号转换成直流电压信号的测速元件。 直流测速发电机 新知学习 一、 直流测速发电机 他励式直流测速发电机的励磁绕组接成他励，需要一个 恒定电源，比较少用。永磁式直流测速发电机的定子磁极为永久磁铁， 一般为凸极式。 直流测速发电机的结构和普通直流发电机基本相同，主要由主磁极、电枢铁心、电枢 绕组、换向器和电刷装置等组成。 1. 直流测速发电机的结构 新知学习 一、 直流测速发电机 直流测速发电机的结构如图所示。 新知学习 一、 直流测速发电机 直流测速发电机实际上是一台微型的直流发电机， 其工作原理与一般的直流发电机类似，如图所示。 新知学习 一、 直流测速发电机 没有相位 误差，转动方向可以明显地反映出来；输出特性不随负载的改变而变化。 直流测速发电机的优点是：灵敏度比较高，比交流测速发电机高约20倍； 3. 直流测速发电机的特点及应用 新知学习 一、 直流测速发电机 近年来，无刷测速发电机的发 展改善了直流测速发电机的性能，提高了它的可靠性。 缺点是：存在转 向器和电刷，会产生火花和电磁干扰，使运行可靠性变差。 3. 直流测速发电机的特点及应用 新知学习 一、 直流测速发电机 直流测速发电机被广泛地应用于自动控制系统、测量技术装置以及计算机装置中，图所示为恒速自动调节系统的原理框图。 新知学习 一、 直流测速发电机 为了使旋转机械的转速恒定，在电动机的输出轴上，同轴连接一台测速发电 机，将它的输出电压和给定电压的差值放在放大器的输入端，放大后再供给直流伺服电动 机。 当旋转机械的转速发生变化，直流伺服电动机的负载转矩发生变化，电动机的转速也 将发生变化。 3. 直流测速发电机的特点及应用 新知学习 一、 直流测速发电机 经放大器放大后加到伺服电动机上的电压减小，电动机开 始减速，直到电动机又稳定在给定的转速。 例如，当负载转矩减小时，电动机转速升高，此时测速发电机的输出电压 U₀ 增大， 给定电压 U₁ 与 U₀的差值减小 3. 直流测速发电机的特点及应用 新知学习 二、 交流测速发电机 交流同步测 速发电机是以永久磁铁制成的磁极作为转子的交流发电机。 交流测速发电机可分为交流同步测速发电机和交流异步测速发电机两种。 交流测速发电机 新知学习 二、 交流测速发电机 交流异步测速发电机又分为杯形转子异步测速发电机和笼型转子异步测速发电机。由 于杯形转子异步测速发电机由于精度较高，结构相对简单，噪声低，目前被人们广泛应用。 它的输出电压和频率随着转速的变化而改变，因此它的输出特性不是线性的。同步测速发电机不能对旋转方向做出准确 的判别，在自动控制系统中很少使用，通常只用作指示式转速计。 交流测速发电机 新知学习 二、 交流测速发电机 1. 交流测速发电机的结构 杯形转子异步测速发电机的结构主要由内定子、外定子以及在它们之间转动的杯形转子组成，如图所示。 新知学习 二、 交流测速发电机 定子的两相绕组在空间相距90°电角度， 一个为励磁 绕组，另一个为输出绕组。杯的内外由内定子和外定子构成磁路。 杯形转子异步测速发电机的转子是一个薄壁非磁性杯(杯厚约为0.2～0.3 mm), 通 常用高电阻率的非磁性材料制成。 1. 交流测速发电机的结构 新知学习 二、 交流测速发电机 对于机座外壳直径大于或等于36 mm 的测速 发电机，常将励磁绕组放在外定子上，输出绕组放在内定子上，并且在内定子上装配一个 可转动的调节装置，通过调节两个定子间的相对位置，从而减小或消除剩余电压。 对于机座外壳直径较小 的测速发电机，两相绕组均放在内定子上； 1. 交流测速发电机的结构 新知学习 二、 交流测速发电机 2. 交流测速发电机的工作原理 杯形转子异步测速发电机的工作原理如图 所示，励磁绕组接到幅值和频率均不变化的电压u₁ 上。 新知学习 二、 交流测速发电机 由于非磁性杯形转子的电阻远大于电抗，使得转子电流产生的磁场φ₂沿着输出绕组的轴线方向在输出绕组中有感应电动势产生，并且使输出电压u₂ 的大小与转子转速n成正比。 当转子以转速n 旋转时，杯形转子切割磁场φ₂,产生相应的电动势和电流。 2. 交流测速发电机的工作原理 新知学习 二、 交流测速发电机 杯形转子异步测速发电机经常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；用在计算机、解算装置中，作为微分、积分元件等。 杯形转子异步测速发电机的优点是：技术性能比其他类型交流测速发电机优越；结构 不复杂且噪声低，无干扰；体积比较小。缺点是：受电机的电源频率和电机本身温度的影 响较大，稳定性较差。 3. 交 流 测 速 发 电 机 的 特 点 及 应 用 课堂练习 填空题 1. 杯形转子异步测速发电机的结构主要由内定子、外定子以及在它们之间转动的杯形转子组成。 2.交流异步测速发电机又分为杯形转子异步测速发电机和笼型转子异步测速发电机。 3.由 于杯形转子异步测速发电机由于精度较高，结构相对简单，噪声低，目前被人们广泛应用。 课堂小结 总结 直流测速发电机 1 交流测速发电机 2 课堂小结 1、简述直流测速发电机的结构。 2、简述直流测速发电机的工作原理。 3、简述直流测速发电机的特点及应用。 作业布置 感谢观看 $$