交流异步测速发电机

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1、第3章交流异步测速发电机控制电机中国矿大信电学院第3章交流异步测速发电机3.1交流异步测速发电机概述3.3交流异步测速发电机的特性和主要技术指标3.4交流测速发电机的使用3.5交流异步测速发电机的应用举例3.2交流异步测速发电机的结构和工作原理本章要求：熟练掌握交流测速发电机的工作原理。了解交流测速发电机的结构和型式。熟练掌握交流测速发电机的输出特性。熟练掌握交流测速发电机的应用。搞清交流测速发电机的误差及其减小方法。搞清交流测速发电机的性能指标。第3章交流异步测速发电机3.1交流异步测速发电机概述交流异步测速发电机是一种测量转

2、速或转速信号的元件。理想的测速发电机的输出电压U2与它的转速n成线性关系，如图所示，其数学表达式为：其主要用途有两种：U2=knU2no运算元件和阻尼元件。3.2交流异步测速发电机的结构和工作原理一、交流异步测速发电机结构定子上装有两个绕组，一个作励磁用，称为励磁绕组1；另一个输出电压，称为输出绕组2；两个绕组的轴线互相垂直，在空间上相隔90°。U2~U1~U2~U1~转子一般为杯形转子，通常是由非铁磁材料（硅锰青铜）制成的空心薄壁圆筒，为了减少转子漏电抗、增加电阻。此外，为了减少磁路的磁阻，在空心杯形转子内放置有固定的内定子。在

3、分析时，杯形转子可视作由无数并联的导体条组成，和鼠笼转子一样。U2~U1~励磁绕组输出绕组励磁绕组输出绕组交流测速发电机结构图交流测速发电机定转子铁心下好线的定子1、是脉振磁通2、与励磁绕组W1的轴线一致，与输出绕组W2的轴线垂直。3、与W1和转子导体相匝链。励磁绕组接U1（交流）i0Fo=W1i0U1~w1U2~w210ERIR杯形转子E1E2e2=0二、工作原理W1为励磁绕组、W2为输出绕组(一)、当n=0时，物理过程励磁绕组接U1i0Fo=W1i0e2=01、励磁磁通在W1的轴线上脉振，与W1和转子导体相环链。2、

4、与输出绕组W2的轴线垂直，不穿过W2，因此其中此时不感应电势。10ERE1W1轴线W2轴线励磁绕组励磁绕组W1与转子杯之间的电磁关系，如同变压器原边与副边之间的情况完全一样。若忽略励磁绕组W1的电阻R1及漏抗X1，则有U1≈E1由于感应电势E1=4.44fw1φ10,故φ10∝U1所以励磁电压一定时，磁通也保持不变。U1~w1U2~w210ERIR杯形转子E1结论:n=0时，磁通φ不在输出绕组W2中感应出电势，输出绕组W2也就没有电压输出。(二)、当转子旋转时，转子导体切割磁场φ10，感应电势ER2，且ER2=Bplv，由于φ

5、10=Bplτ，v=πDn/60U1~w1U2~w210ER2杯形转子n平均磁密导条长度导条速度转子切割电势与转速成正比。由于在励磁绕组中通入的是交流电，φ10都是随时间交变的，频率为f1。因而，转子导体切割磁通产生的电势ER2及电流IR2也都是交变的,频率为f1。由于导条处于短路状态，因此其中会产生电流，忽略导条漏抗的影响时，其中电流为：U1~w1U2~w210ER2IR2杯形转子n流过转子导体中的电流IR2又要产生磁通φ2，其值与电流IR2成正比，即φ2∝IR2φ2∝φ10n故φ2与w2的轴线一致，因此，会在w2中感应电势

6、，E2=4.44fw2φ2,从而输出电压U2=E2。U2∝φ2U2∝φ10nU2∝U1n故即U1~w1U2~w210ER2IR2杯形转子n2E2U1~w1U2~w210ER2IR2杯形转子n2E2U2no所以，当转子旋转时，转子导体切割磁场φ10，感应电势ER2，产生电流IR2。建立磁场φ2，该磁场在输出绕组中感应电势ER2，其大小与转速成正比。且与励磁电压同频率。3.3异步测速发电机的特性和主要技术指标一、输出特性和线性误差理想的测速发电机输出电压应正比于它的转速，即U2=Kv。但是实际的异步测速发电机输出电压与转速间并

7、不是严格的线性关系，而是非线性的。U2=f(v)测速发电机输出电压与转速间的关系称为输出特性。上式中v为相对速度，它是实际转速n与同步转速ns的比值，即v=n/ns。U1~w1U2~w210ER2IR2杯形转子n2E21-线性输出特性2-实际输出特性输出特性和线性误差为了便于衡量实际输出特性的线性度，一般把实际输出特性上对应于（为最大相对速度）的一点与坐标原点的连线作为线性输出特性，直线与曲线之间的差异就是误差，这种误差通常用线性误差（又称幅值相对误差）x来度量。12式中，Umax为实际输出电压与线性输出电压的最大差值；U

8、2lTmax为对应于最大转速nmax（技术条件上有规定）的线性输出电压。异步测速发电机在控制系统中的用途不同，对线性误差的要求也不同。作为阻尼元件时允许线性误差可大一些；而作为解算元件时，线性误差必须很小。目前，高精度的异步测速发电机线性误差可小到