测速发电机是一种检测机械转速的电磁装置。它能将机械转速转换成电压信号，其输出电压与输入转速成正比。根据输出信号的形式，测速发电机可分为交流测速发电机和DC测速发电机。DC测速发电机实际上是一个微型DC发电机。DC测速发电机原理DC测速发电机原理图DC发生器的工作是基于电磁感应定律，即运动的导体切割磁力线，在导体中产生切割电位；或者匝链线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电势。如图所示，DC测速发电机的分类根据激励方式，有两种类型的DC测速发电机。1.永磁型永磁DC测速发电机的定子磁极由永磁钢制成，没有励磁绕组，用下图中的符号表示。永磁DC测速发电机2.电磁的电磁DC测速发电机的定子励磁绕组由外部电源供电，通电后产生磁场，如下图符号所示。电磁DC测速发电机DC测速发电机性能指标1.线性误差在工作速度范围内，实际输出电压与理想输出电压的最大差值mU？与最大理想输出电压的比值称为线性误差。2.最大线性工作速度允许线性误差范围内的最大电枢速度称为最大线性工作速度。即测速发电机的额定转速。3.输出斜率在额定励磁条件下，单位转速产生的输出电压称为输出斜率。数值越大越好。增加负载电阻可以改善输出斜率。4.负载电阻确保输出特性在允许误差范围内的最小负载电阻值。使用时，电枢两端连接的电阻不应小于该值。5.不敏感区由于换向器和电刷之间的接触压降，测速发电机的输出电压很低，在低速时几乎为零。这个速度范围称为不敏感区。6.输出电压的不对称性在同一转速下，测速发电机输出电压差的绝对值与两者平均值之比称为输出电压不对称。一般不对称度为0.35%~2%。7.波纹系数在一定速度下，输出电压的交流分量的峰值与DC分量的比值称为纹波系数。DC测速发电机的误差及其减小方法实际上，DC测速发电机的输出特性并不是严格线性的，但它们之间存在误差。错误的原因和减少错误的方法将在下面讨论。1.电枢反应的影响DC测速发电机加载时，负载电流流经电枢，导致电枢反应退磁，使电机气隙磁通减小。因此，在相同转速下，电枢绕组在负载下的感应电动势小于空载时的感应电动势。负载电阻越低或转速越高，电枢电流越大，电枢反应的退磁作用越强，气隙磁通下降越多，输出电压下降越显著。为了减少电枢反应对输出特性的影响，电机的气隙磁通应尽可能保持不变。通常采取以下措施:(1)对于电磁DC测速发电机，在定子磁极上安装补偿绕组。有时，为了调整补偿程度，需要连接分流电阻。(2)设计电机时，选择较小的线负载和较大的气隙。(3)使用时，转速不得超过最大直线工作速度，连接的负载电阻不得小于最小负载电阻。2.电刷接触电阻的影响发电机带负载时，电刷与换向器的接触电阻会引起电刷的接触压降，从而降低输出电压。电刷的接触电阻是非线性的，与电流密度有关。电枢电流小时，接触电阻大，接触压降也大。电枢电流大时，接触电阻小。可以看出，接触电阻与电流成反比。只有当电枢电流较大，电流密度达到一定值时，电刷接触压降才能近似认为是常数。当转速较低时，输出特性中存在一个输出电压极低的区域，称为无效。敏感区域。也就是说，在这个区域中，尽管测速发电机具有输入信号(转速)，但是其输出电压非常小，并且其对转速的响应非常不敏感。接触电阻越大，不敏感区域越大。为了减小电刷接触压降的影响，减小不灵敏区，DC测速发电机中常采用导电性好的黄铜-石墨电刷或含银金属电刷。铜换向器表面容易形成氧化层，也会增加接触电阻。在要求高的情况下，换向器也采用含银合金或在表面镀一层银，这样也可以减少电刷与换向器之间的磨损。3.刷子位置的影响DC测速发电机带负载运行时，如果电刷没有严格位于几何中性线上，测速发电机正反转时输出电压会不对称，即测速发电机正反转同速时输出电压不会完全相等。这是因为当电刷偏离几何中性线一个小角度时，电枢反应的直轴分量磁通会在一个方向消磁，而在另一个方向磁化。因此，在两种不同的转向下，虽然转速相同，但电枢绕组的感应电动势不相等，其输出电压也不相等。4.温度的影响电磁式DC测速发电机在实际运行时，环境温度的变化和电机本身的发热(由电机的各种损耗引起)都会引起电机中励磁绕组电阻的变化。当温度升高时，励磁绕组的电阻增加。此时，即使励磁电压不变，励磁电流也会减小，磁通也会减小，导致电枢绕组的感应电动势和输出电压减小。铜电阻的温度系数约为0.004/℃,即温度升高25℃，其电阻值增加10%。因此，温度变化对电磁DC测速发电机输出特性的影响非常严重。为了减少温度变化对输出特性的影响，通常可以采取以下措施:(1)在设计电机时，磁路是饱和的，所以励磁电流的变化引起的磁通变化很小。(2)在励磁回路中串联一个比励磁绕组电阻大几倍的附加电阻，以稳定电流。附加电阻可由低温度系数的合金材料制成，如锰镍铜合金或镍铜合金，其电阻值随温度变化很小。虽然温度变化引起励磁绕组电阻的变化，但整个励磁回路的总电阻变化不大，磁通变化也不大。其缺点是激励电源电压也需要提高，激励功率也相应提高。
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