微特電機的選用
第五講測速發電機的選用(2)
宋凱 宋立偉 劉洪預 柴鳳(哈爾濱工業大學150001)
應用較廣泛的另一類測速發電機為交流測速發電機。交流測速發電機又可分為兩大類，一類為異步測速發電機，一類為同步測速發電機。因前者使用較廣泛，本文僅介紹其選用方法。
l交流異步測速發電機的一般用途及特點
交流異步測速發電機的結構與交流伺服電動機的結構完全相同，其轉子可以做成非磁杯形．也可以做成鼠籠形。鼠籠形轉子異步測速發電機輸出斜率大，但特性差，誤差大，轉子慣量大，一般僅用于精度要求不高的系統中。非磁杯形轉子異步測速發電機的精度要高得多，轉子慣量也小．是目前應用****泛的一種交流測速發電機，交流測速發電機主要用于交流伺服系統和解算裝置中。選用時應根據系統的頻率、電壓、工作轉速的范圍和具體用途選擇交流測速發電機的規格。用作解算元件時，應著重考慮精度要高，輸出電壓穩定性要好。用作一般轉速檢測或作阻尼元件時，應著重考慮輸出斜率要大，而不宜既要精度高，又要輸出斜率大。與直流測速發電機相比，交流異步測速發電機的主要優點是，①不需電刷和換向器。構造簡單，維護容易，運行可靠。②無滑動接觸，輸出特性穩定，精度高。③摩擦阻力矩小，慣量小。④不產生干擾無線電的火花。⑤正、反轉輸出電壓對稱。其缺點是，存在相位誤差和剩余電壓，輸出斜率小，其輸出特性因負載的性質不同而有所不同。
2選用時應注意的問題
2．1 負載阻抗對輸出特性的影響
為分析方便，假設激磁電壓不變，直軸磁通可以近似認為是常數，這樣輸出繞組的感應電勢就僅與轉速成正比，若轉速不變，感應電勢也為定值，且較激磁電壓滯后相位角φ。這時輸出繞組的電壓平衡方程式為：
根據式(1)可分析純電阻、純電容、純電感負載的輸出特性。例如當測速發電機接以純電阻負載時，由式(1)可解得：
輸出電壓u2與激磁電源電壓之間的相位移為：
由式(2)、(3)可看出，當負載電阻減小時，輸出電壓也隨之減小，即輸出特性斜率減小，而輸出電壓的相位移將增大，對于電感性和電容性負載也可進行類似的分析。通過分析，并根據圖1所示的不同負載下一臺異步測速發電機的輸出特性曲線，可得出結論：①當異步測速發電機的轉速一定，且負載阻抗值足夠大，則輸出電壓基本不變。②對于純電阻負載和純電容負載(當負載容抗x1>x2時)，阻抗值改變所引起的輸出電壓的變化趨勢是相反的，因此輸出繞組接以電阻一電容負載時，有可能調整到輸出電壓值幾乎不受負載影響，但不能補償輸出相位移的偏差。③選用電阻～電感負載，可補償輸出電壓的相漂移，但此時對輸出電壓大小的變化卻無能為力。因此對輸出電壓的大小、相位如何進行補償，應視系統的要求而定。一般，主要補償負載改變引起的輸出電壓大小的變化。
2．2溫度變化對輸出特性的影響
環境溫度的變化和電機長時間工作的發熱，會使定子繞組和杯形轉子的電阻以及磁性材料的性能發生變化，這樣就會對電機的性能產生影響，使輸出特性不穩定。例如當溫度升高時，由于電阻壓降的增大及磁通的減小，就會使輸出特性的斜率下降。在實際使用中，往往要求當溫度變化時，電機的性能應保持一定的穩定性。對于作為解算元件用的且精度要求較高的異步測速發電機應采取溫度補償措施。在激磁回路、輸出回路或同時在兩回路中串聯負溫度系數的熱敏電阻補償溫度變化的影響。
2．3激磁電源的影響
對于異步測速發電機的激磁電源，要求其幅值、頻率都很穩定。電源內阻及電源與測速機之間連線的阻抗也應盡量小。電源電壓幅值不穩定，會直接引起輸出特性的線性誤差，而頻率的變化會影響感抗和容抗的變化，隨之會引起輸出的線性和相位誤差。波形失真較大的電源，會引起輸出電壓中高次諧波分量過大，因此在精密系統中，采用單獨電源供電，以保證電源電壓和頻率的穩定性。
2．4要求移相
移相電路如圖2所示，在自動控制系統中．往往要求輸出電壓與激磁電壓相位相同，
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