交流測速發(fā)電機(jī)

《電氣工程名詞》第一版。

1998年，經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布。

交流測速電機(jī)分異步與同步測速電機(jī)兩種。

測速發(fā)電機(jī)異步測速發(fā)電機(jī)

異步測速發(fā)電機(jī)輸出交流電壓頻率與勵(lì)磁頻率相同，其幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比的交流測速發(fā)電機(jī)。異步測速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和普通兩相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同， 定子上互差90°的兩相繞組中， 一相為勵(lì)磁繞組，接在50 Hz或400 Hz的交流電源上，另一相輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)。當(dāng)轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)時(shí)，定子勵(lì)磁繞組在轉(zhuǎn)子多相對(duì)稱繞組中只產(chǎn)生變壓器電動(dòng)勢， 于是轉(zhuǎn)子磁通勢和定子磁通勢方向相反，起去磁作用，與這兩個(gè)磁通勢垂直的輸出繞組中不產(chǎn)生電動(dòng)勢。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)后，籠型繞組中除產(chǎn)生變壓器電動(dòng)勢外還將產(chǎn)生切割電動(dòng)勢。由切割電動(dòng)勢產(chǎn)生的磁通勢具有交軸的性質(zhì)， 它交鏈輸出繞組并在其中產(chǎn)生和轉(zhuǎn)速成正比的信號(hào)電壓。信號(hào)電壓的頻率和電源電壓的相同， 信號(hào)電壓對(duì)電源電壓的相位差隨旋轉(zhuǎn)方向改變， 所以很適于和交流伺服電動(dòng)機(jī)配套使用?；\型轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，輸出斜率大;但線性度差，相位誤差大，剩余電壓高。為了提高異步測速發(fā)電機(jī)的精度，應(yīng)用較廣的是杯形轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)。這種電機(jī)的轉(zhuǎn)子是一個(gè)薄殼非磁性圓環(huán)， 由電阻率較高的硅錳青銅或錫鋅青銅制成，杯的內(nèi)外由內(nèi)定子和外定子構(gòu)成磁路，杯壁也不是鐵磁材料。為了減小氣隙，杯壁必須較薄，約為0.2～0.3 mm。

阻尼型測速發(fā)電機(jī)是具有較高的堵轉(zhuǎn)理論加速度值和較低的零速輸出電壓 (轉(zhuǎn)速等于零時(shí)輸出繞組兩端產(chǎn)生的電壓為零速輸出電壓，它是轉(zhuǎn)子位置的函數(shù))的異步測速發(fā)電機(jī)。比率型測速發(fā)電機(jī)是速敏輸出電壓(輸出電壓中為速度函數(shù)的基波輸出電壓分量。它在數(shù)值上等于在相同轉(zhuǎn)速和試驗(yàn)條件下， 按兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向所測得的基波輸出電壓之和的1/2) 對(duì)零速輸出之比較高，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較低，整個(gè)速度范圍內(nèi)輸出電壓線性度較高的異步測速發(fā)電機(jī)。積分型測速發(fā)電機(jī)是輸出電壓隨溫度變化偏差小、加熱時(shí)間短的異步測速發(fā)電機(jī)， 通常具有溫度控制和補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

異步測速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組中如果通以直流， 直軸磁通就將不再脈振而變成恒定磁通。當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，由切割電動(dòng)勢產(chǎn)生的交軸磁通亦將恒定不變， 所以輸出繞組中不產(chǎn)生電動(dòng)勢。當(dāng)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，交軸磁通的大小將隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化， 它交鏈輸出繞組并在其中產(chǎn)生和轉(zhuǎn)子加速度成正比的電動(dòng)勢， 所以向異步測速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組中送入直流， 就成為一個(gè)加速度檢測器。

測速發(fā)電機(jī)同步測速發(fā)電機(jī)

同步測速發(fā)電機(jī) 采用同步電機(jī)結(jié)構(gòu)， 輸出交流電壓的幅值和頻率均與轉(zhuǎn)速成正比的測速發(fā)電機(jī)。同步測速發(fā)電機(jī)又分為永磁式、感應(yīng)子式和脈沖式。永磁式不需要?jiǎng)?lì)磁電源，轉(zhuǎn)子為永磁勵(lì)磁，具有結(jié)構(gòu)簡單易于維修的優(yōu)點(diǎn)，但極數(shù)比較少，用二極管整流后紋波比較大，濾波比較困難。感應(yīng)子式按定、轉(zhuǎn)子之間可變磁阻效應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢原理工作，極數(shù)比較多，整流后紋波比較小且便于濾波，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜維修困難。以上兩種測速發(fā)電機(jī)既可用輸出電壓的幅值去反映轉(zhuǎn)速，也可用輸出電壓的頻率去代表轉(zhuǎn)速。前者是模擬量，需要整流和濾波;后者是數(shù)字量，可以直接輸入微處理機(jī)。如果將幅值和頻率合起來使用，就有可能實(shí)現(xiàn)高靈敏度的轉(zhuǎn)速檢測，但不能判別旋轉(zhuǎn)方向，這一點(diǎn)不如直流測速發(fā)電機(jī)。脈沖式以脈沖頻率作為輸出信號(hào)，可以直接輸入微處理機(jī)， 是測速碼盤中每轉(zhuǎn)發(fā)出脈沖數(shù)較少的一種。由于其結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用，可以判別旋轉(zhuǎn)方向，20世紀(jì)90年代后期隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展被廣泛應(yīng)用。

交流異步測速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有籠型的，也有杯型的，在控制系統(tǒng)中多用空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)?？招谋D(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)定子上有兩個(gè)在空間上相互差90°電角度的繞組，一為勵(lì)磁繞組，另一為輸出繞組。

轉(zhuǎn)子靜止：

勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁通在轉(zhuǎn)子繞組上感應(yīng)電勢，產(chǎn)生電流。轉(zhuǎn)子磁勢不與輸出繞組交鏈，所以，輸出繞組不感應(yīng)電勢，即：輸出電壓為零，U=0。

空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機(jī)原理圖

交流異步測速發(fā)電機(jī)的誤差主要有：

非線性誤差：由于直軸磁通?d變化使測速發(fā)電機(jī) 產(chǎn)生非線性誤差；

剩余電壓：實(shí)際運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，測速發(fā)電機(jī)輸出一個(gè)較小的電壓；

相位誤差：由于勵(lì)磁繞組的漏抗、空心杯轉(zhuǎn)子的漏抗使輸出電壓與勵(lì)磁電壓的相位不同。交流同步測速發(fā)電機(jī)分為：永磁式、感應(yīng)式和脈沖式。