微特电机chap01_绪论
普通高等教育“十一五 国家级规划教材 普通高等教育 十一五”国家级规划教材 十一五
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1. 绪 论
目标
距离 荧光屏上出 现的飞机
仰角 方位角
1. 搜索状态；
2. 跟踪状态
雷达
北
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1. 绪 论
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1. 绪 论
1.1 微特电机的用途（续） 微特电机的用途（
•现代交通运输：汽车电机 •农业：水位自动显示、水坝闸门自动开闭； •日常生活：电梯自动选层、医疗设备、录音录象、 家用电器
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1. 绪 论
机电一体化：将电机、传感器、控制器集成为一体。 永磁化：高性能永磁材料可有效提 高电机性能，减小体 积和重量。 5) 智能化：采用可编程控制器件。确立了微特电机作为一 个小系统的设计、生产和使用的新概念。 6) 研制新原理、新结构电机：超声波电机，双凸极电机等 7) 元件与系统相互协调：伺服电机性能是否能充分发挥， 与控制线路和控制方法密切相关，步进电机、超声波电 机、双凸极电机等与驱动电路不可分。 应用举例 雷达天线和显示管偏转线圈的随动系统 1. 搜索状态； 2. 跟踪状态 3) 4)
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1. 绪 论
初步壮大阶段（1979-1989年）：改革开放，引 进生产线，规模化生产能力空前提高 快速发展阶段（1990-现在）：三资 、民营企业， 迅速 发展，生产技术 水平随之提 高，开发新产 品。 目前与国际先进水平仍有较大差距：品种少，比 功率小，质量大，寿命短，精度低。 发展趋势： 发展趋势 目标：a) 提高可靠性和适应性
1. 绪 论
1.2 微特电机的分类 驱动微电机：主要用来驱 动各种机构、仪表及 家用电器。
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1. 绪 论
控制微电机：主要用来在自动控制系统中 作元件。
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1. 绪 论
如果再把自整角变压器的输出信号送到具有自动瞄准 装置的火炮控制系统中，经过比较和放大后，驱动执行元 件动作，带动炮筒转到和雷达天线一致的空间位置并对准 目标，这就组成了火炮自动瞄准系统。
∆θ 测量
元件
(自整角机)
放大 元件
伺服 元件
控制 θ2 装置
校正元件
位置反馈 (测速发电机)
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1. 绪 论
1.5 如何学习这门课程
微特电机种类繁多，而且，随着科学技术的飞 速发展，新型电机层出不穷，所以，我们不可 能学习所有微特电机，只能加强基础理论知识 和分析研究方法的学习； 多数电机的原理都是建立在基本电磁规律基础 上，各种电机在基本特性上有许多共同之处， 但它们各自又具有与众不同的特点。因此，我 们要着重分析与掌握一些共同规律，同时也要 研究每个电机所具有的特殊性质。
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1. 绪 论
b) 提高精度：由于控制系统对电机性能要求越来越 高，提高精度仍是发展方向之一； 措施：除了从电机本身着眼外，要把电机与控制系 统线路的改进结合起来； 1) 无刷化：无刷直流电机、自整角机、旋旋转变 压器等 2) 小型化：体积、质量、能耗。是当前微特电机 研究中迫切需要解决的问题，特别是高空飞行 中，重量每增加1kg，每小时就要多耗燃料100 kg。小型化除指体积与重量外，还指功率消耗。 措施：改进设计，简化结构，新材料，新工艺 等。
1. 绪 论
1.3 对微电机的基本要求
驱动微电机：与一般动力电机的要求类似，高 效、高功率因数等； 控制微电机：二高一快 高可靠性----对控制电机的第一位要求； 高精度-----精度指实际特性与理想特性之间的差 距； 快速响应------主要指标是机电时间常数与灵敏 度。
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1. 绪 论
1.1 微特电机的用途
• 航空航天：卫星天线，太阳能电池飞机的方向舵 • 国防：火炮自动瞄准、飞机军舰自动导航、导弹 遥测遥控、雷达自动定位等； • 工业：机器人、机床加工过程自动控制与显示； • 信息与电子产品：计算机、移动通讯；
电气工程及其自动化专业
微特电机及系统 Micro-motors and Systems
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目 录
1. 绪论 2. 伺服电动机与伺服系统 3. 测速发电机 4. 步进电动机 5. 自整角机 6. 旋转变压器 7. 永磁无刷直流电动机 8. 单相交流串励电动机 9. 双凸极电机驱动系统 10. 直线电动机 11. 超声波电动机
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1. 绪 论
1.4 微特电机的发展概况和趋势
发展历史：国外从20世纪30年代开始，随着工 发展历史 业自动化、科学技术和军事装备的发展而迅速 发展起来； 我国是从20世纪50年代前后才开始全面发展， 大致经历了4个阶段： 起步阶段（1950-1965年）：仿制苏联产品 自我发展阶段（1966-1978）：基本形成了微特 电机工业体系，自行设计
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1. 绪 论
1.1 微特电机的用途
微特电机通常指的是性能、用途或原理等与常规 电机不同 ,且体积和输出功率较小的微型电机和特种 精密电机 。一般其外径不大于 130mm，输出功率从 数百毫瓦到数百瓦。但是现在微特电机的体积和输 出功率都已突破了这个范围。有的特种电机的功率 做到了10 kW左右。它们广泛应用于军事装备、电 子产品、工业自动控制系统、家用电器、办公自动 化、通讯和交通、电动工具、仪器仪表、电动玩具 等方面。
1. 绪 论
微特电机的主要特点
与普通电机的要求不同：普通电机的主要任务 是转换能量，微特电机在自动控制系统中只起 一个元件的作用，主要任务是完成信号的传递 与转换； 使用环境更广：地上、水下、海洋、太空，高 温、低温、潮湿、冲击、振动、辐射等，要在 各种恶劣的环境条件下仍能准确、可靠地工作 要求体积小、重量轻、耗电少：
特种电机及其控制绪论课件
4、特种电机的种类很多，而且仍在不断创新和发展 之中。一般来说，新工艺、新材料的采用，必然带 来电机设计方法的改变和电机运行性能的变化；而 即使采用同样的工艺和材料，特殊的设计也必然导 致特殊的电机性能。
稀土永磁电机、超导电机从设计到运行都与普通 电机有很大的差别。而稀土永磁同步电机可以设计 为宽调速电机——解决恒功率弱磁运行速度范围窄 的难题；也可以设计为高效电机——我国开发的超 高效稀土永磁同步电机的效率，比美国预计2007年 推出的最高效电动机的效率高2~4个百分点，而且小 一个机座号。
特种电机及其控制绪论课件
2）目前发展
❖ 日本在超声电机的研究和应用上都处于领先地位。 ❖ 美国、德国、法国、英国等都己经或正在投入大批的人力、
物力开发超声电机，努力追赶日本。特别是美国，仅 Pennysyvania州立大学在1994－1998年就投入1.5亿专门从 事压电材料和超声电机研究。德国GmbH公司的产品已用于奔 驰汽车自动窗门。 ❖ 我国超声电机研究是从二十世纪九十年代开始，其中清华大 学、哈尔滨工业大学、吉林工业大学、浙江大学、南京航空 航天大学先后开展了超声电机的研究，但尚未进入商业应用。 清华大学物理系超声电机项目研究组 http:/// 南京航天航空大学 超声电机研究中心
特种电机及其控制绪论课件
0.2 特种电机的应用
(1) 信息处理领域：配套微电机全世界年需求量约15 亿台(套)，绝大部分是精密永磁无刷电动机、精密步 进电动机。
(2) 交通运输领域:在高级汽车中，为了控制燃料和 改善乘车感觉以及显示有关装置状态的需要，要使 用40~50台电动机，而未来豪华轿车上的电机可多达 80台。汽车电器配套电机主要为永磁直流电机、无 刷直流电机等。电动车辆驱动用电机主要是无刷直 流电动机、开关磁阻电动机、永磁同步电动机等等， 这类电机的发展趋势是高效率、高出力、智能化。 在机车驱动、轮船推进中也取得了广泛应用，如直 线电机用于磁悬浮列车、地铁的驱动。
微特电机介绍
微特电机分类
微特电机发展趋势
• 无刷化 • 微型化 • 机电一体化 • 永磁化： • 智能化 • 研制新原理、新结构电机
伺服电机及其调速
一、 概述：
伺服电机是进给伺服系统中一个重要的组成环节，
其性能决定了进给伺服系统的性能。
控制 电机
伺服电机 分类
直流伺服电机（DC Motor） 交流伺服电机（AC Motor）
均由带齿的硅钢片叠成。
步进电机是按电磁吸引的原理进 行工作的。
当定子绕组按顺序轮流通电时，A、B、C三对磁极就依次产生磁场，并每次对 转子的某一对齿产生电磁引力，将其吸引过来，而使转子一步步转动。每当转 子某一对齿的中心线与定子磁极中心线对齐时，磁阻最小，转矩为零。如果控 制线路不停地按一定方向切换定子绕组各相电流，转子便按一定方向不停地转 动。步进电机每次转过的角度称为步距角。
场B，则在半导体薄片的另外两侧会产生一个电动势，这一现象叫做霍尔 效应，所产生的电动势叫霍尔电动势。 • 该半导体薄片称为霍尔元件。
霍尔电动势可能是直流的，也可能是交流的。当磁场 和控制电流都是直流时，霍尔电动势为直流电动势； 若磁场和控制电流其中之一是交流的，霍尔电动势为 交流电动势。
永磁式高灵敏度直流测速发电机
• 结构特点
第三节 直流力矩电动机
• 结构特点 • 直流力矩电动机的工作原理与普通自流伺服电动
机相同，只是结构和外形尺寸比例有所不同。 • 为减小转动惯量，一般的直流伺服电动机做成细
长圆柱形。而直流力矩电动机，为了能在相同的 体积和电枢电压下产生比较大的转矩和低的转速， 一般做成扁平式结构，电枢长度与直径之比一般 为0.2左右，结构上采用永磁式结构，并选取较多 的极对数。 • 为了减小转矩和转速的被动，选用较多的槽数、 换向片数和串联导体数。
电机学绪论ppt
课程特点和学习方法建议
(7)科学实验是研究电机的一种重要方法，所以要 重视实验。实验要2~3人一组，自己动手去做，并在理
(8)要经过听课、课后复习、做习题、再复习，做 实验、写实验报告、再复习，从理论到实践、从实践 到理论的多次反复，才能逐步掌握课程内容，使学到 的知识逐步巩固起来。
首先是弄清电机的基本结构和主要部件的功能， 再根据电机的磁路和电路，分析空载和负载时电机内 部的磁场，初步弄清这种电机的工作原理，这是第一
(2)导出电机的运动方程 运动方程是磁动势方程(磁链方程)、电压方程和 转矩方程的总称。导出运动方程就是把电机内所发生 的电磁过程、机电过程和动力学过程，利用电磁学和 动力学的基本定律，用数学方程的形式将其表达出来， 这是第二步。这一步也称为“建立数学模型”。
绪论
电机在国民经济中的作用 电机发展简史 我国电机工业发展概况 电机的分析方法 本课程的任务 课程特点和学习方法建议
电机在国民经济中的作用
电机是一种机电能量转换或信号转换的电磁机 械装置。就能量转换的功能来看，电机可分为发电机 和电动机两大类。
发电机用以把机械能转换为电能。在发电站中， 通过原动机先把各类一次能源蕴藏的能量转换为机械 能，然后通过发电机把机械能转换为电能，再经输、 配电网络送往各种场合供公众使用。
我国电机工业发展概况
从仿制阶段到自行设计阶段一直到研究、创新阶段， 经过50年的努力，我国已经建立起自己的电机工业体系， 有了统一的国家标准和统一的产品系列，建立了全国性 的研究实验基地和研究、工程技术人员队伍。
在大型交、直流电机方面，研制成功2×5000kW 的直流电动机，4700kW的直流发电机和42MW的同步 电动机。
课程特点和学习方法建议
(3)注意推导基本公式(电动势公式，电磁转矩公式， 磁动势公式)和基本方程时有哪些假定，使推导得以合 理简化；推导时应用了哪些基本电磁定律和力学定律， 哪些原理、理论和方法。重要的公式和方程要自己独立 地推导一遍，找出其中的关键点。总之，在基本理论、 基本方法和基本概念上，要花大气力去钻研。
微特电机定义
微特电机定义微特电机是一种小型电机，常用于各种电子设备和机械装置中。
它具有体积小、功率高、效率高、噪音低等特点，被广泛应用于家用电器、汽车、航空航天、医疗器械等领域。
微特电机的主要结构由定子、转子和电刷组成。
定子是电机的固定部分，由铁芯和线圈组成，线圈通电时会产生磁场。
转子是电机的转动部分，通电时会受到磁场的作用而转动。
电刷则是用来接通电流的装置，它与转子接触，使电流能够流经转子，从而产生转动力。
微特电机的工作原理是利用电磁感应和洛伦兹力的作用。
当电流通过定子线圈时，会产生磁场，磁场会使转子受到力的作用而转动。
转子转动时，电刷会不断地与转子接触，使电流能够持续地流经定子线圈，从而使电机保持转动。
微特电机具有多种类型，根据不同的应用需求可以选择不同类型的微特电机。
其中，直流微特电机是最常见的一种类型。
直流微特电机通常由永磁体和电刷组成，它的转速和转矩可以通过调整电流大小来控制，因此在许多需要精确控制转速和转矩的场合得到广泛应用。
除了直流微特电机，交流微特电机也是常见的一种类型。
交流微特电机通常由定子线圈和转子磁极组成，它的转速和转矩受到供电频率的影响，因此在一些需要固定转速的场合得到广泛应用，如钟表、电风扇等。
微特电机在现代生活中扮演着重要的角色。
它被广泛应用于家用电器中，如洗衣机、空调、冰箱等。
微特电机的使用使得家电产品更加智能化、高效节能。
同时，微特电机也被应用于汽车中，如电动车窗、电动座椅调节器等。
它的小型化和高效率使得汽车更加便利和舒适。
除了家电和汽车，微特电机还被广泛应用于航空航天领域。
在飞机上，微特电机被用于控制飞机的襟翼、缝翼等，使得飞机在起飞、降落等阶段具有更好的操纵性能。
在航天器上，微特电机则被用于控制太阳能电池板的角度，以获取最大的太阳能。
微特电机还在医疗器械中发挥着重要作用。
如血压计、心电图仪等医疗设备中常常使用微特电机来驱动仪器的转动部分，以实现精确的测量和检测。
微特电机是一种小型但功能强大的电机，它的高效率、低噪音和小体积使得它在各个领域得到广泛应用。
《微特电机》课程的教学与实践
等 微特 电机 在其 中所 起 的作 用 。 又如 ， 艘 军事 潜 一
艇 仅导 航用 的仪 表 就要 ９ ０多 台微 特 电机 ， 测速 发 电机在控 制 系统 中可 以作 积分 和微分 元件 ， 转变 旋 压器 可 以应用 在数 控机 床测 量装 置 中等 。 听到看 到 这些 生 动的应 用例 子 ， 学 生 在课 堂 上 兴 趣 高 涨 ， 使
一
在微 特 电机 的教学 中 ， 若适 当增 加最新 应 用 的
例 子 ， 能 激 发 学 生 的兴 趣 。 更
在 第一 章 绪 论 中 除讲 述微 特 电机 的基 本 用 途 和分类 ， 还补充 微 特 电机 在航 空 和军 事 上 的 应用 。
，
在转 子体 积 、 电枢 电流 、 电流 密度 和气 隙磁通 密
个 工具 ， 师不 能对 着 课 件 做 读 报 员 。 板 板 书 教 黑
具有 即时性强 、 逻辑 性 强 、 现力 重等优 点 ， 表 在推 导 公式 以及 阐述 一 些 难 点 时 ， 师 有 效 结 合 黑 板 板 教 书， 一步一 步 地推导 、 结 出结论 或公式 ， 生理解 总 学 了公 式 的来 龙 去脉 ， 才能 更深 入地 理解微 特 电机 的 机 械 特性 、 调节 特性 以及 动态 特性 等知识 。
与常规 电机 不 同的 结构 、 内部 旋转 磁 场 、 象 的概 抽
念 以及 学 习本课 程 前 要 求 掌握 电机 学 的一 般 基 础
知识 。
机、 电力 电子 、 制 、 电子 、 算 机 、 料 等 。 特 控 微 计 材 微
电机产 品广泛应 用 在工业 控 制 、 家用 电器 、 车 、 汽 机 械、 造、 制 半导体 、 纺织 、 装 以及 国 防等各 个领 域 。 包
电机chap1绪论
广东工业大学电力工程系 刘艺
电机的电磁基本理论（ 电机的电磁基本理论（续）
导体和非导体电导率之比达 1016 铁磁物质与非铁磁物质磁导率之比仅 103 − 105 不存在磁绝缘和磁绝缘体物质
广东工业大学电力工程系 刘艺
广东工业大学电力工程系 刘艺
dφ e = −N dt
e = Blv
广东工业大学电力工程系 刘艺
两种感应电势
线圈中磁链的变化 (1)磁通本身就是由交流电流所产生，也就是说磁通 磁通本身就是由交流电流所产生， 本身随时间在变化着，这样产生的电势称为变压 本身随时间在变化着 ， 这样产生的电势称为 变压 器电势。 线圈与磁场相对静止） 器电势。（线圈与磁场相对静止） (2)磁通本身不随时间变化，但由于线圈与磁场间有 磁通本身不随时间变化， 相对运动而引起线圈中磁链的变化， 相对运动而引起线圈中磁链的变化 ， 这样产生的 电势称为运动电势 运动电势或速度电势 电势称为运动电势或速度电势
∫
s
s
dΦ
∫
B cos θ ds
当 ds ⊥ B 时， d Φ = Bds dΦ （磁通密度） B = ds
广东工业大学电力工程系 刘艺
磁通连续性原理
由于磁感应线是闭合的， 由于磁感应线是闭合的，因此对任意封闭 曲面来说，进入该闭合曲面的磁感应线， 曲面来说，进入该闭合曲面的磁感应线， 一定等于穿出该闭合曲面的磁感应线。 一定等于穿出该闭合曲面的磁感应线。如 规定磁感应线从曲面穿出为正，穿入为负， 规定磁感应线从曲面穿出为正，穿入为负， 则通过任意封闭曲面的磁通量总和必等于 零
∫
l
Hdl
第一章绪论
绪论微特电机（控制电机）行业发展和现状1. 微特电机(Small and Special Machines)微特电机一般有两个特点：（1）微型——直径小于160mm、输出功率大多小于750W；（2）特殊——结构形式、工作方式、用途、性能及环境条件要求特殊的电机）。
（3）在控制系统中，常用微特电机来实现信号检测、解算、放大和机电能量转换等功能。
特别说明：微特电机不完全是大中型电机沿结构空间尺寸和功率向下的自然延伸，而是电机和电机控制技术相互借鉴、相互渗透和集成融合的结果。
微特电机是综合了电机、微电子、电力电子、计算机、自动控制、精密机械和新材料等多门学科的高新技术行业。
现代微特电机应用领域很广，需求量巨大。
人们可以通过一个家庭拥有的微特电机数量来衡量一个国家发展水平。
比如，据不完全统计，西方发达国家每个家庭平均拥有50～100台微特电机，我国大城市居民平均家庭拥有量大约在10～30台左右，具有庞大的潜在市场。
2. 世界微特电机行业发展简史与现状（Brief Development History and Current State of the world Small and Special Machine Industry）（1）发展简史微特电机起始于1879年，西门子{注：西门子股份公司（SIEMENS AG FWB：SIE, NYSE：SI）是世界最大的机电类公司之一，1847年由维尔纳·冯·西门子建立。
如今，它的国际总部位于德国慕尼黑。
2005年，西门子全集团在190个国家和地区雇用员工460,800人，全球收入为754.45亿欧元}和哈尔斯克在英国获得第一个自整角电机专利。
1914年，巴拿马运河首先用自整角电机系统控制水闸。
同年，美国开始生产1/200～1/20马力直流电动机系列，开创微特电机的专业化生产，并在自动控制系统中得到应用。
上世纪40年代前后，微特电机在自动控制系统和军事装备中推广，先后形成自整角电机、旋转变压器、伺服电动机和测速发电机等门类的基本系列。
微特电机
•三次切换绕组的通电状态为一个循环
二、三相单双六拍
三相绕组的通电顺序为： AABBBCCCAA 共六拍。
小步距角的步进电动机
步距角越小，机加工的精度越高。为产生 小步距角，定、转子都做成多齿的，
§ 3.4 驱动电源的组成
图6.3.5 步进电动机的驱动电源
§ 4 直流无刷电动机
§ 4.1 基本组成环节
力能指标；而控制电机主要是对控制信号进行传递
和变换，要求有较高的控制性能，如要求反应快、 精度高、运行可靠等等。 控制电机因其各种特殊的控制性能而常在自动 控制系统中作为执行元件、检测元件和解算元件。
普通电机：能量转换 机械能 电能 控制电机：元件作用，完成控制信号的传递和转换， 能量转换是次要的
从上述分析可知，电枢控 制时的直流伺服电动机的机械特 性是线性的，而且不存在“自转” 现象（控制信号消失后，电机仍 不停止转动的现象叫“自转”现 象），在自动控制系统中是一种 很好的执行元件。
微特电机
§ 1.2 交流伺服电动机 ——电容运转单相异步电动机 将交流电信号转换为机械信号（转速或转角）。
(a) 电枢控制接线原理图 (b) 电枢控制机械特性 图6.1.2 直流伺服电动机的电路与机械特性
当直流伺服电动机励磁绕组和电枢绕组 都通过电流时，直流电动机转动起来，当其 中的一个绕组断电时，电动机立即停转，故 输入的控制信号，既可加到励磁绕组上，也 可加到电枢绕组上：若把控制信号加到电枢 绕组上，通过改变控制信号的大小和极性来 控制转子转速的大小和方向，这种方式叫电 枢控制；若把控制信号加到励磁绕组上进行 控制，这种方式叫磁场控制。磁场控制有严 重的缺点（调节持性在某一范围不是单值函 数，每个转速对应两个控制信号），使用的 场合很少。
微特电机
1.微特电机的分类：驱动用微特电机；控制用微特电机：伺服电动机、测速发电机、旋转变压器、自整角机、步进电动机；需要指出的是，有些电机既可作驱动用，也可作控制用，因此没有明显的分界；2.直流伺服电动机的控制方法：在电磁转矩不变的情况下，改变电枢电压U或励磁磁通φ，都可以控制电机的转速；两种方法为电枢控制、磁极控制；其中直流伺服电动机主要采用电枢控制方式；3.直流伺服电动机的机械特性：直流伺服电动机机械特性的斜率k与电枢电阻R成正比，电枢电阻R大，斜率k也大，机械特性就软；反之，电枢电阻R小，斜率k也小，机械特性就硬。
因此，其工作时，希望R的数值小。
4.直流伺服电动机的动态特性：指电枢电压发生突变时，电机转速从一种稳态转速变化到另一种稳态转速的过程，即n=f（t）或Ω=f（t）；机电时间常数的定义：当电机在空载情况下并加额定励磁电压，电枢绕组外施阶跃电压，转速从零上升到理想空载转速的63.2%所需的时间。
5.直流力矩电动机的结构特点：为了能在相同的体积和电枢电压下产生比较大的转矩和低的转速，一般做成扁平式结构，电枢长度与直径之比一般为0.2左右，结构上采用永磁式结构，并选取较多的极对数，同时为了减小转矩和转速的波动，选用较多的槽数、换向片数和串联导体数。
6.直流力矩电动机转矩大、转速低的原因：（证明）在转子体积、电枢电流、电流密度和气隙磁通密度相同的条件下，电枢直径增大一倍，电磁转矩也增大一倍，而理想空载转速减小一半。
因此，在其他条件相同的条件下，增大电动机的直径，减小去轴向长度，可以使其转矩大、转速低；7.交流异步伺服电动机的结构特点：分为定子和转子两大部分：定子铁心中安放着空间上互成90电角度的两相绕组，其中一相作为励磁绕组，运行时接至电压为U的交流电源上；另一相作为控制绕组，输入控制电压U，电压U与U 的频率相同；转子有三种结构方式：高电阻率导条的笼型转子、非磁性空心杯形转子和铁磁性空心转子；8.交流异步伺服电动机的“自转”现象：在电机作为电动机运行的转差率范围内，0<s<1,T1>T2,合成电磁转矩T=T1-T2>0，只要负载转矩小于最大电磁转矩T，电机转子将一直运转，并不会因为控制电压的消失而停转。
微特电机论文
引言有刷直流测速发电机由于电刷和换向器的存在带来一些弊病:如可靠性差,使用环境受到限制；电刷与换向器的摩擦,增加了被测电机的粘滞转矩；电刷的接触压降造成了输出低速时的不灵敏区；电刷与换向器的间断接触或不良接触引起射频噪声,产生无线电干扰的高频纹波以及电刷压降引起输出电压的不稳定等。
以上缺点都是有刷直流测速发电机固有的,为此应大力开展对无刷直流测速发电机的研制。
无刷直流测速发电机从根本上取消了电刷与换向器这种接触装置,改善了测速发电机的性能,提高了运行的可靠性,是直流测速机的一个发展方向。
产品的无刷化已成为一种明显的发展趋势。
由于电子技术的发展, 研制具有与有刷直流测速发电机相同外特性的无刷直流测速发电机成为可能。
在最近十多年里, 有许多不同原理、结构、电路的无刷直流测速机方案, 发表各国专利文献之中。
它们基本上可分为两大类。
一类是测速机的输出直接与半导体磁敏元件(霍尔元件、磁敏电阻等)输出幅值或相位相关的，如霍尔无刷直流测速发电机。
另一大类是采用电子电路将交流发电机输出的交流电压进行整流, 换向或解调而获得直流输出的无刷直流测速发电机，如环形转子无刷直流测速发电机和电子换向无刷直流测速机。
本文主要介绍这三种测速发电机。
关键词：有刷缺点无刷直流测速发电机一、霍尔无刷直流测速发电机如图1所示，在一块半导体薄片的相对两侧通入控制电流I，在薄片的垂直方向加以磁场B，则在半导体薄片的另外两侧会产生一个电动势，这一现象叫做霍尔效应。
所产生的电动势叫霍尔电动势。
该半导体薄片称为霍尔元件。
对厚度为d的霍尔元件，霍尔电动势的计算式式中：HK为霍尔元件灵敏度；HR为霍尔系数。
图1 霍尔效应原理图当磁场方向和元件的平面法线方向N成θ角度时，如图中。
作用在元件上的有效磁通是其法线方向的分量，即为，则霍尔电动势，从上式可知，当控制电流或磁场方向改变时，霍尔电动势的方向也将随之改变。
但同时改变控制电流和磁场的方向，则霍尔电动势的方向不变。