直流测速发电机工作原理解析

直流测速发电机实际上是微型直流发电机,根据励磁方式分为永磁式和电磁式两种。常用的是永磁式测速发电机,因为它结构简单,省去励磁,便于使用,并且温度变化对励磁磁通的影响较小,但永磁材料较贵。电磁式测速发电机工作时励磁绕组发热会引起励磁绕组电阻的变化,从而引起励磁电流的变化,会造成一定的测量误差。

图5-7 直流测速发电机原理图

直流电流I_f,在气隙中建立恒定磁场Ф。当被测对象以转速n旋转时,测速发电机的电枢也同速旋转(见图5-7),电枢绕组切割气隙中的Ф,产生感应电动势E_a。

输出电压与转速之间的关系为

直流测速发电机的工作特性,即输出电压与转速之间的关系称为输出特性,如图5-8所示,R_L为负载电阻,测速发电机的输出特性斜率为C。

实际测速发电机的输出电压与转速间并不是严格的正比关系,会产生一些误差。

产生误差的原因有以下几点(www.xing528.com)

(1)电枢反应。由于电枢反应,使得主磁通随负载的电流变化,特性曲线下弯,如图5-8中所示的R₁、R₂曲线。

解决办法除了在结构上采取措施外,应尽量增加负载电阻,减小负载电流对电枢反应的影响,还可以提高测速发电机的灵敏度,即增大斜率。

(2)电刷接触电阻。电刷和换向器之间存在接触电阻,将会分得一部分电压,从而使输出电压处出现死区,并且接触电阻的变化与转速的变化呈现非线性关系。

图5-8 直流测速发电机的工作特性

(3)纹波影响。由于换向片的数量有限,实际输出电压是一个脉动的电流,对高精度系统影响很大。

为消除影响可采用滤波电路。