微特电机的选用
第五讲测速发电机的选用(2)
宋凯 宋立伟 刘洪预 柴凤(哈尔滨工业大学150001)
应用较广泛的另一类测速发电机为交流测速发电机。交流测速发电机又可分为两大类，一类为异步测速发电机，一类为同步测速发电机。因前者使用较广泛，本文仅介绍其选用方法。
l交流异步测速发电机的一般用途及特点
交流异步测速发电机的结构与交流伺服电动机的结构完全相同，其转子可以做成非磁杯形．也可以做成鼠笼形。鼠笼形转子异步测速发电机输出斜率大，但特性差，误差大，转子惯量大，一般仅用于精度要求不高的系统中。非磁杯形转子异步测速发电机的精度要高得多，转子惯量也小．是目前应用****泛的一种交流测速发电机，交流测速发电机主要用于交流伺服系统和解算装置中。选用时应根据系统的频率、电压、工作转速的范围和具体用途选择交流测速发电机的规格。用作解算元件时，应着重考虑精度要高，输出电压稳定性要好。用作一般转速检测或作阻尼元件时，应着重考虑输出斜率要大，而不宜既要精度高，又要输出斜率大。与直流测速发电机相比，交流异步测速发电机的主要优点是，①不需电刷和换向器。构造简单，维护容易，运行可靠。②无滑动接触，输出特性稳定，精度高。③摩擦阻力矩小，惯量小。④不产生干扰无线电的火花。⑤正、反转输出电压对称。其缺点是，存在相位误差和剩余电压，输出斜率小，其输出特性因负载的性质不同而有所不同。
2选用时应注意的问题
2．1 负载阻抗对输出特性的影响
为分析方便，假设激磁电压不变，直轴磁通可以近似认为是常数，这样输出绕组的感应电势就仅与转速成正比，若转速不变，感应电势也为定值，且较激磁电压滞后相位角φ。这时输出绕组的电压平衡方程式为：
根据式(1)可分析纯电阻、纯电容、纯电感负载的输出特性。例如当测速发电机接以纯电阻负载时，由式(1)可解得：
输出电压u2与激磁电源电压之间的相位移为：
由式(2)、(3)可看出，当负载电阻减小时，输出电压也随之减小，即输出特性斜率减小，而输出电压的相位移将增大，对于电感性和电容性负载也可进行类似的分析。通过分析，并根据图1所示的不同负载下一台异步测速发电机的输出特性曲线，可得出结论：①当异步测速发电机的转速一定，且负载阻抗值足够大，则输出电压基本不变。②对于纯电阻负载和纯电容负载(当负载容抗x1>x2时)，阻抗值改变所引起的输出电压的变化趋势是相反的，因此输出绕组接以电阻一电容负载时，有可能调整到输出电压值几乎不受负载影响，但不能补偿输出相位移的偏差。③选用电阻～电感负载，可补偿输出电压的相漂移，但此时对输出电压大小的变化却无能为力。因此对输出电压的大小、相位如何进行补偿，应视系统的要求而定。一般，主要补偿负载改变引起的输出电压大小的变化。
2．2温度变化对输出特性的影响
环境温度的变化和电机长时间工作的发热，会使定子绕组和杯形转子的电阻以及磁性材料的性能发生变化，这样就会对电机的性能产生影响，使输出特性不稳定。例如当温度升高时，由于电阻压降的增大及磁通的减小，就会使输出特性的斜率下降。在实际使用中，往往要求当温度变化时，电机的性能应保持一定的稳定性。对于作为解算元件用的且精度要求较高的异步测速发电机应采取温度补偿措施。在激磁回路、输出回路或同时在两回路中串联负温度系数的热敏电阻补偿温度变化的影响。
2．3激磁电源的影响
对于异步测速发电机的激磁电源，要求其幅值、频率都很稳定。电源内阻及电源与测速机之间连线的阻抗也应尽量小。电源电压幅值不稳定，会直接引起输出特性的线性误差，而频率的变化会影响感抗和容抗的变化，随之会引起输出的线性和相位误差。波形失真较大的电源，会引起输出电压中高次谐波分量过大，因此在精密系统中，采用单独电源供电，以保证电源电压和频率的稳定性。
2．4要求移相
移相电路如图2所示，在自动控制系统中．往往要求输出电压与激磁电压相位相同，
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