交流测速发电机及其工作原理简析

交流测速发电机包括同步测速发电机和异步测速发电机两大类。交流异步测速发电机中，最常用的是转动惯量较小的空心杯型测速发电机，它的结构和杯型转子伺服电动机没什么差别，也由外定子、空心杯转子和内定子3部分组成。外定子上放置励磁绕组W1和输出绕组W2，励磁绕组接单相交流电源，输出绕组输出交流电压，两个绕组在空间是相互垂直的，其结构原理如图5-23所示。

图5-23　交流异步测速发电机原理图

在分析交流异步测速发电机工作原理时，可将杯型转子看成由无数条并联的导体组成，和笼型转子相似。

在测速发电机静止不动时，励磁电压为在励磁绕组轴线方向上产生一个交变脉振磁通Φ1。这个脉振磁通与输出绕组的轴线垂直，两者之间无匝链，无互感，故输出绕组中并无感应电动势产生，输出电压为零。(https://www.xing528.com)

当测速发电机由转动轴驱动而以转速n旋转时，由于转子切割而在转子中产生感应电动势和感应电流如图5-23（b）所示，Er和Ir与磁通Φ1及转速n成正比，即Er∝Φ1n，Ir∝Φ1n。转子电流产生的磁通Φr也与Ir也成正比，即Φr∝Ir，Φr与输出绕组的轴线一致，因而在输出绕组中产生感应电动势，有电压输出，且U2与Φr成正比，即U2∝Φr，由上述关系得U2∝Φ1n。如果转子的转向相反，输出电压的相位也相反，这样就可以从输出电压的大小及相位来测量带动测速发电机转动的原电机的转向机转速。

图5-24　异步测速发电机输出特性图

测速发电机的重要特性是输出特性。它是指测速发电机输出电压与转速之间的关系曲线，即U2＝f（n），如图5-24所示。输出特性在理想情况下为直线，实际上输出特性并不是平稳的线性关系，如Φ1的变化就将破坏输出电压U2与转速之间的线性关系，还有其他一些因素，本书不进行讨论。