哈尔滨工程大学自动控制元件XX02
2013年哈工程自动化复试自动控制元件
1.要求考生理解圆形旋转磁场形成条件及特点，能分析及计算圆形旋转磁场下的电机静特性.
2.要求考生掌握椭圆磁场分析方法及椭圆磁场作用下的静特性；熟悉并掌握交流伺服电动机的控制方法；能分析单相交流伺服电动机的自转现象
七、直流无刷电动机及编码器
要求考生了解直流无刷电动机和光电编码器的特点
2013年考试内容范围说明
考试科目名称:自动控制元件
考试内容范围:
直流伺服电动机的特性
1．要求考生理解直流伺服电动机的机械特性和控制特性，并熟练应用静态特性方程求解电机的运动参数.
2．要求考生理解直流伺服电机的动态特性，并掌握影响直流伺服电机动态响应的因素.
3．要求考生了解直流力矩电动机的结构特点及技术数据.
考试总分：考试时间：3小时考试方式：笔试
考试题型：计算题（60分）
分析题（40分）
简答题（30分）
填空题（20分）旋Fra bibliotek变压器的运行特性
1．要求考生理解正余弦旋转变压器和线性旋转变压器的工作原理,掌握正余弦旋转变压器和线性旋转变压器的特性.
2.要求考生熟练掌握正余弦旋转变压器的应用.
五、自整角机的运行特性
1.要求考生了解力矩式自整角机的工作原理,并会分析力矩式自整角机的故障现象.
2.要求考生熟练掌握控制式自整角机的工作原理及应用.
直流测速发电机的运行特性
1．要求考生熟练掌握直流测速发电机的静特性，能对直流测速发电机的静特性进行误差分析.
2．要求考生了解直流测速发电机在控制系统中的应用.
步进电动机的运行特性
1．要求考生了解三种类型步进电动机（反应式、永磁式、混合式）的结构组成，熟悉步进电动机的工作原理.
哈工程自动化学院复试细则
自动化学院2015年硕士研究生复试细则（不包含单考及强军计划考生）各位考生：自动化学院2015年硕士研究生复试细则要求如下：一、复试分数及调剂条件复试分数：自动化学院2015年硕士研究生最低复试分数线为总分280分。
调剂条件：调剂条件见研招网调剂系统。
二、招生计划三、复试报名与资格审查1、复试报名报名时间：2015年3月27日上午8:00至下午5:00，逾期不再受理。
报名地点：61#楼自动化学院教务办（61#5120）考试费：所有参加复试的考生在报名前需交纳考试费100元/人次，且须通过网银缴费（不收取现金）。
网银缴费请登录中国建设银行（网址：，地区选择“哈尔滨”，学校选择“哈尔滨工程大学”）。
缴费时，类型选择“身份证”，“姓名”填写参加复试考生姓名，证件号码填写考生本人的“身份证号”。
本校教工与本校学生须用工号、学号登录，其他考生须用身份证号注册登录。
请缴费人务必确保所选择的参加复试院系名称、考生姓名、证件号码正确无误。
在报名时通过缴费查询方可办理后续手续，否则不能参加后续复试环节。
2、资格审查资格审查工作在复试报名时进行，以下材料必须同时提供原件和复印件，复印件严格按照下面顺序排列装订。
（1）①准考证；②身份证（或军官证）；③学历证书、学位证书原件（应届本科毕业生交验学生证，毕业证书入学时交验）；④在校历年学习成绩表（须加盖教务或人事部门公章）；⑤《哈尔滨工程大学2015年硕士研究生复试政审表》。
⑥学历（学籍）认证承诺书（学籍在教育部审查结果中无匹配的学生需上交此承诺书）。
（2）根据教育部和解放军总政治部有关文件精神，应届本科毕业国防生报考我校的考生，在参加我校组织的报名资格审查时，除提供我校规定的有关材料外，还需提供《国防生报考研究生审批表》（必须加盖上级主管部门公章）原件和复印件各1份。
3、资格审查合格后，领取复试科目的复试准考证号。
四、复试内容复试分专业知识笔试和面试（包括综合素质面试和外语测试），参加复试的考生在综合素质面试和外语测试时应提供反映本人能力及水平的佐证材料（各类竞赛获奖证书、发表论文等佐证材料的原件、复印件）。
哈尔滨工业大学复试科目
学院专业复试参考书复试考试内容复试考试科目航天学院0811控制科学与工程（1）电路，1) 周长源，《电路理论基础》(第二版)，高等教育出版社，19962) 邱关源，《电路》(第四版)，高等教育出版社，1999（2）模拟电子技术和数字电子技术（亦称基础电子技术和集成电子技术），占80分。
1) 童诗白，《模拟电子技术基础》（第二版）高等教育出版社，20012) 阎石，《数字电子技术基础》（第四版）高等教育出版社，1999（3）自动控制元件及线路1) 梅晓榕，《自动控制元件及线路》，科学出版社，20052) 王兆安，黄俊，《电力电子技术》(第四版)，机械工业出版社，2006复试由笔试和面试两部分组成，外国语听力考试在面试中进行。
复试的总成绩为280分，其中笔试200分，面试80分（1）电路，占60分。
（2）模拟电子技术和数字电子技术（亦称基础电子技术和集成电子技术），占80分。
（3）自动控制元件及线路，占60分航天学院0801力学（1）张少实，新编材料力学，机械工业出版社（2）刘鸿文，材料力学（第三版上、下册），高等教育出版社复试由笔试和面试两部分组成，外国语听力考试在面试中进行。
复试的总成绩为280分，其中笔试200分，面试80分。
（1）理论力学，占100分（2）材料力学，占100分航天学院0825航空宇航科学与技术航天学院0803 光学工程（1）应用光学（1）李晓彤，《几何光学像差光学设计》，浙江大学出版社，2004，第二版（2）张以谟，《应用光学》（上、下册），机械工业出版社，1982（2）光学测试技术（1）范志刚，《光电测试技术》，电子工业出版社，2004，第一版（2）苏大图，《光学测量》，机械工业出版社，复试由笔试和面试两部分组成，外国语听力考试在面试中进行。
复试的总成绩为280分，其中笔试200分，面试80分。
（1）应用光学，占90分。
（2）光学测试技术，占50分。
（3）红外技术，占40分。
【系统】哈工大自动控制元件课程设计捡乒乓球机器人小车
【关键字】系统Harbin Institute of Technology课程设计论文课程名称：自动控制元件及线路设计题目：捡乒乓球机器人小车的设计院系：航天学院控制科学与工程系班级：1304105班设计者：杨明阳01徐云飞02姚晨蔚16指导教师：马广程设计时间：2016年3-5月捡乒乓球机器人小车摘要：随着科学技术的日益发展，越来越多的科技被应用在了生活的方方面面。
当然也包括运动赛场上，帮助选手以及裁判解决一部分的麻烦，使得比赛进行的更加流畅。
这里为解决乒乓球比赛上乒乓球的捡取问题，设计了一种以单片机作为主控制器的自动捡球机器人。
该捡球机器人采用风扇产生的吸力来实现捡球；利用超声波传感器实现对乒乓球的自动识别；通过红外传感器监测周围环境，实现自动躲障。
本系统会在裁判对每一个球做出判决后开始工作，先按照预定路线绕场地前进，同时在行进过程中利用传感器寻找掉落的小球。
当找到目标并确认后，改变预定路线转而向目标前进，最终捡起乒乓球，之后再回到原点。
完成捡球功能，保证比赛的连续性。
关键词：捡乒乓球机器人超声波传感器红外传感器过程控制目录1.功能设计----------------------------------------------------------42.系统的性能指标和技术要求------------------------------------------43.背景及意义--------------------------------------------------------44.系统的总体结构与设计方案------------------------------------------54.1 预定路线前进---------------------------------------------------64.2 目标寻找-------------------------------------------------------74.3 捡起目标乒乓球-------------------------------------------------94.4 判断乒乓球是否捡起---------------------------------------------94.5 绕开障碍-------------------------------------------------------94.6 返回原点------------------------------------------------------105.执行元件---------------------------------------------------------105.1 行进电机的选择------------------------------------------------105.1.1 直流伺服电机结构-------------------------------------------105.1.2 直流伺服电机驱动原理---------------------------------------115.1.3 直流伺服电机的分类及特点-----------------------------------115.1.4 指标的计算和直流伺服电机的选择-----------------------------125.1.5 直流伺服电机调速-------------------------------------------15直流伺服电机调速原理------------------------------------15直流速度控制方式----------------------------------------155.2 捡球装置的选择------------------------------------------------225.2.1 捡球原理级实现---------------------------------------------235.2.2 吸球管设计-------------------------------------------------246.测量元件---------------------------------------------------------266.1 测速传感器的选取----------------------------------------------266.1.1 三种传感器的对比分析---------------------------------------266.1.2 对光电编码器的论证分析和选取-------------------------------286.2 位置和躲障传感器的选取----------------------------------------346.2.1 常用传感器及特点-------------------------------------------346.2.2 根据超声传感器实现定位和物体识别---------------------------366.2.3 根据红外感器实现障碍躲躲-----------------------------------416.3 根据红外传感器实现捡球信号的反馈------------------------------446.4 传感器设计中的缺陷及可改进的地方------------------------------456.4.1 传感器设计中的缺陷-----------------------------------------456.4.2 传感器设计中可改进的部分-----------------------------------457.单片机-----------------------------------------------------------467.1 常用单片机----------------------------------------------------467.2 单片机选型----------------------------------------------------477.3 所选单片机特点及可行性----------------------------------------478.系统硬件清单-----------------------------------------------------489.自评-------------------------------------------------------------48 9.1 优点----------------------------------------------------------489.2 缺点以及不足--------------------------------------------------4910.分工------------------------------------------------------------4911.心得体会--------------------------------------------------------50参考文献-----------------------------------------------------------50一、功能设计1.裁判做出判决后自行定位乒乓球掉落位置2.迅速移动至掉落乒乓球所在位置3.捡起乒乓球，并回到起点4.行进过程中躲避场地选手以及其他人员或障碍5.利用尺寸确认目标乒乓球二、系统的性能指标和技术要求1.机器人移动至乒乓球顶点位置精度±3cm2.机器人移动速度≤2 m/s3.紧急刹车时间≤0.3s4.总捡球时间≤21s5.判断乒乓球是否捡起6.能够辨认出乒乓球和障碍物三、背景及意义随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。
旋转变压器实验教学装置设计
旋转变压器实验教学装置设计吕淑平;张强;王珅;张炜【摘要】根据课程实验教学需求,基于DSP28335微控制器研制了一套旋转变压器实验教学装置,给出了系统整体设计方案及中频电源软硬件设计方法.该装置不但可以很好地完成旋转变压器常规实验项目,还能完成用旋转变压器求反三角函数的实验项目,很好地满足了教学需求,弥补了外购设备的不足.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2018(035)008【总页数】6页(P83-87,96)【关键词】旋转变压器;实验装置;中频电源;DSP28335微控制器【作者】吕淑平;张强;王珅;张炜【作者单位】哈尔滨工程大学自动化学院 ,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学自动化学院 ,黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学自动化学院 ,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学自动化学院 ,黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】TM383.2;G484自动控制元件课程作为工科高等院校自动化专业重要的专业基础课,可使学生掌握控制系统中作为执行、测量、放大、校正等元件的结构和原理,为学生进行控制系统设计打下基础[1]。
实验内容主要包括对直流电机、交流电机、步进电机、自整角机、旋转变压器等元件的工作特性及技术数据测定[2],训练学生应用理论知识分析实验现象的能力。
旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件,当激磁绕组以一定频率的交流电激励时,输出绕组电压与转角成正弦、余弦函数关系,或在一定范围内成线性关系。
它被广泛应用于自动控制系统中的三角运算、角度数据传输等[3-4]。
本文就旋转变压器实验教学需求,设计开发了一套旋转变压器实验教学装置。
该装置不但可以很好地完成外购设备常规的实验项目,如正/余弦旋转变压器空载和负载输出特性测定，副边补偿、原边补偿后的负载输出特性测定，线性旋转变压器空载和负载工作特性测定，旋转变压器角和或角差测量等,同时还可以完成用旋转变压器求反三角函数实验项目,使学生更好地掌握角度测量原理。
电气工程及其自动化专业考研分析
电气工程及其自动化专业考研分析一、全国电气工程及其自动化专业学校排名1.清华大学2.西安交通大学3.华中科技大学4.浙江大学5.重庆大学6.天津大学7.哈尔滨工业大学8.上海交通大学9.华北电力大学10.东南大学11.西南交通大学12.沈阳工业大学13.中国矿业大学14.华南理工大学15.南京航空航天大学16.北京交通大学17.武汉大学18.哈尔滨理工大学19.四川大学20.河海大学21.哈尔滨工程大学22.郑州大学23.广西大学24. 陕西科技大学二，电气工程与自动化专业（1）业务培养目标：业务培养目标：本专业培养在工业与电气工程有关的运动控制、工业过程控制、电气工程、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术等领域从事工程设计、系统分析、系统运行、研制开发、经济管理等方面的高级工程技术人才。
业务培养要求：本专业学生主要学习电工技术、电子技术、自动控制理论、信息处理、计算机技术与应用等较宽广领域的工程技术基础和一定的专业知识。
学生受到电工电子、信息控制及计算机技术方面的基本训练，具有工业过程控制与分析，解决强弱电并举的宽口径专业的技术问题的能力。
（2）主干课程:主要课程：电路原理、电子技术基础、计算机原理及应用、计算机软件基础、控制理论、电机与拖动、电力电子技术、信号分析与处理、电力拖动控制系统、工业过程控制与自动化仪表等。
高年级可根据社会需要设置柔性的专业方向模块课及选修课。
主要实践性教学环节：包括电路与电子基础实验、电子工艺实习、金工实习、专业综合实验、计算机上机实践、课程设计、生产实习、毕业设计。
主要实验：运动控制实验、自动控制实验、计算机控制实验、检测仪表实验、电力电子实验等（3）修业年限：四年（4）授予学位：工学学士（5）相近专业：微电子学自动化电子信息工程通信工程计算机科学与技术电子科学与技术生物医学工程电气工程与自动化信息工程信息科学技术软件工程影视艺术技术网络工程信息显示与光电技术集成电路设计与集成系统光电信息工程广播电视工程电气信息工程计算机软件电力工程与管理智能科学与技术数字媒体艺术计算机科学与技术探测制导与控制技术电气工程及其自动化数字媒体技术信息与通信工程建筑电气与智能化电磁场与无线技术三，部分学校电气工程及自动化专业考研专业课初试科目（1）北京工业大学421自动控制原理复试：1、电子技术2、计算机原理（2）北京航空航天大学［双控］432控制理论综合或433控制工程综合［检测］433控制工程综合或436检测技术综合［系统］431自动控制原理或451材料力学或841概率与数理统计［模式］（自动化学院）433控制工程综合或436检测技术综合、（宇航学院）423信息类专业综合或431自动控制原理或461计算机专业综合［导航］（自动化学院）432控制理论综合或433控制工程综合、（宇航学院）431自动控制原理复试：无笔试。
哈工大自控元件课件
哈尔滨工业大学航天学院 控制与仿真中心
Ke
iq* ( s)
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K K cp ci s
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Kt
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( s)
哈尔滨工业大学航天学院 控制与仿真中心
无刷直流电机(BLDCM)的特性
无刷直流电机系统和 直流电机系统在原理上 具有相同的描述方程， 运行和控制特性相同。
自动控制元件及线路 19
无刷直流电机系统
哈尔滨工业大学航天学院 控制与仿真中心
目
录
1。永磁交流伺服电机概述 2。无刷直流电动机系统
-- 无刷直流电动机 -- 无刷直流电动机系统 -- 无刷直流电动机的运行
-- 无刷直流电动机系统特性
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永磁交流伺服电机
电机定子上设有多相对称交流绕组，转子由永磁体激磁。 根据转子位置传感器的信号，对定子绕组施加电压产生多相对 称电流，进而得到与转子成固定位置关系的旋转磁场，带动转 子以同步速度旋转，即为永磁交流伺服电机。
哈尔滨工业大学航天学院 控制与仿真中心
无刷直流电机驱动电路
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无刷直流电机(BLDCM)的运行
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无刷直流电机(BLDCM)的运行
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无刷直流电机(BLDCM)的运行
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力矩方程：
Tem
j a ,b , c
e ji j
哈工程知识要点与习题解析
2009自动控制原理知识要点与习题解析第2章 控制系统的数学模型数学模型有多种表现形式：传递函数、方框图、信号流图等。
；； )()()()(t e t c t n t r )()()()()()(s s s s s H s G en n e ΦΦΦΦ； P32 (自动控制原理p23)2-17P33解：(e)4232121123211)(G H G G H G G H G G G G s ++-+=Φ；P37 (p73)2-21 试绘制与题2-21图中系统方框图对应的信号流图，并用梅森增益公式求传递函数C (s )/R (s ) 和误差传递函数E (s )/R (s )注：P21(2) 依据系统方框图绘制信号流图首先确定信号流图中应画出的信号节点，再根据方框图表明的信号流向，用支路及相应的传输连接信号节点。
步骤如下，(a)系统的输入为源点，输出为阱点；(b)在方框图的主前向通路上选取信号节点，即相加点后的信号和有分支点的信号，两信号是同一个题2-21图 系统方框图 题2-1 7图 控制系统方框图 题2-17解图 控制系统简化方框图信号时只作为一个节点；(c)其它通路上，仅反馈结构求和点后的信号选作节点； (d)最后，依据信号关系，用支路连接这些节点。
解：图(a)信号流图如题2-21解图(a)所示。
计算C (s )/R (s )和E (s )/R (s )过程中，关于回路和特征式的计算是完全相同，可统一计算。
回路111H G L -=，232H G L -=，213213H H G G G L -=；特征式 21312132123111H H G G H H G G G H G H G ++++=∆。
计算C (s )/R (s )：前向通路 3211G G G P =，342G G P =； 特征子式 11=∆，1121H G +=∆；2131223111134321)1(1)1()()(H H G G G H G H G H G G G G G G s R s C ++++++=； 计算E (s )/R (s )：前向通路 11=P ；21342H H G G P -=； 特征子式 2311H G +=∆，12=∆；213122311213423)1(11)()(H H G G G H G H G H H G G H G s R s E ++++-+=；P38 (p73)2-22 试用梅森增益公式求题2-22图中各系统信号流图的传递函数)(/)(s R s C 。
哈工大自控元件课件
自动控制元件及线路-2 -电气控制常识目录1。
磁场基本理论-磁场基本物理量-电磁基础定律2。
电气控制常识-线路、线缆-低压电器3。
电控线路举例电磁元件是利用磁场做媒介来实现信息（或能量）传递（或转换）的装臵。
磁场产生: 由永久磁铁产生由电流产生磁场分类：按电流性质直流磁场交流磁场磁路:磁通所经过的闭合回路称为磁路。
通过主要路径的磁通称为主磁通，另外还有少量的磁通不在此路径通过，称为漏磁通。
常见的铁心磁路一、磁力线定义：磁力线（或称B 线）是人们用来描述磁场的一种手段，每条磁力线上的任一点的切线方向都和该点磁场的方向一致。
A B C D磁力线的两个基本特征：第一，在任何磁场中每一条磁力线都是环绕电流的无头无尾的闭合曲线，即没有起点也没有终点；第二，在任何磁场中，每一条闭合的磁力线的回转方向和该闭合磁力线所包围的电流方向符合右手螺旋法则。
（a ）直线电流磁力线（b ）圆电流磁力线I I（c ）螺线管电流的磁力线I IN S（d ）永久磁铁的磁力线二、磁感应强度B定义：是表示在空间某点磁场强弱和方向的物理量，是一个空间矢量。
通俗的说，磁感应强度为通过某单位面积的磁力线的条数。
所以磁感应强度也称为磁密。
磁感应强度的方向：为该点磁场的方向。
+BFV 磁感应强度的单位为T （特）三、磁通Φ定义：通过磁场中一个给定面A 的磁力线的条数,简称磁通。
通过面积A 的磁通量为：n dAθB Φ=⎰A Bcos θdA=∫A B ·d A在均匀的磁场中磁通量：Φ=B·A磁通单位：Wb(韦伯）四、磁场强度H定义：在任何介质磁场中,某一点的磁感应强度B和同一点上介质磁导率μ的比值，即：H=B/μ单位：H —安每米（A/m）或安每厘米（A/cm）1-1 磁路的基本物理量五、磁导率μ定义：用来表示物质导磁能力大小的物理量称为导磁系数或磁导率。
单位：亨每米（H/m）-7真空的磁导率为：μ0= 4π 10 （H/m）空气的磁导率: 近似等于真空磁导率。
哈工大赵辉自动控制元件Lec-11
变频器基本分类
• 按变频器的控制方法分 1）压频比恒定控制 2）矢量控制 3）直接转矩控制
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变频器基本分类
项目 控制算法 调速范围 启动转矩 稳速精度 转矩控制 控制算法 电机参数 通用变频器 V/F控制＋转矩提升 同步机异步机控制算 法基本相同 <1:40 无要求 与转差有关（2-3%) 无 简单 不依赖电机参数，支 持同时驱动不同类型 不同功率的电机 高性能变频器 开环矢量控制（无速度传感器矢量控制） 闭环矢量控制（有速度传感器矢量控制） 异步机和同步机需要不同的控制算法 1:100（开环矢量),1:1000(闭环矢量) 180% 0.5Hz（开环矢量)， 200% 0速(闭环矢量) 0.5%(开环矢量)，0.05%(闭环矢量) 有 复杂 电机参数对控制性能的影响较大，一般只能 驱动一台电机
2 1
r2' s
r2 r2 + rs = = 常值 s1 s
• 转速低，铜耗大，效率低。 • 电阻不连续，调速不平滑。
转子电阻增加，
' 2 r12 + ( x1 + x2 )
T=
3 pU 1 Tm = ' 2 2 2πf1[r1 + r12 + ( x1 + x2 ) ]
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额定负载时，s一般很小，有s/sm<<sm/s，则
m1 U12 1 2 R R 2 X X 2 1 1 2 1
m1 U12 R2 2 X 1 X 2 2 1 R1 R2
2T T ms sm
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为了改善线性度，对 小容量测速机一般采取限 制转速的措施来限制延迟 换向的去磁作用，这一点 与限制电枢反应去磁作用 的措施是一致的，所以直 流测速发电机规定了最高 转速，使用时不得超过。
纹波
纹波主要是由于电机本身的固有结构及加工误差所 引起的，例如电枢元件数有限，电枢铁心有齿有槽 ，以及电枢铁心的椭圆度、偏心等。
火花和电磁干扰
由于高速旋转时电刷跳动以 及被电刷短路的换向线圈中 短路附加电流的存在．换向 器和电刷间经常发生电火花 ，使输出电压上有高频尖脉 冲，并带来无线电频率的噪 音和干扰。为了减轻和消除 输出电压上的高频毛刺，一 般都要在直流测速发电机的 输出端接上低通滤波电路， 如图2-10所示。
直流测速发电机的技术性能指标
RL, ，不灵敏区nbl.与 为减小电枢反应而限制最小 电阻的措施矛盾。
电刷与换向器的接触电阻与接触电压
为了减小电刷接触压降的影响 ，缩小不灵敏区，在直流测速 发电机中，常常采用接触压降 较小的铜-石墨电刷。在高精 度的直流测速发电机中还采用 铜电刷，并在它和换向器接触 的表面上镀上银层，使换向器 不易磨损，也能有效地减小接 触压降。
哈尔滨工程大学自动控 制元件XX02
2020年5月30日星期六
直流测速发电机
可以把机械转速变换成电压信号。 除了作为测速元件，还可以作为阻尼元件，以及解算装置中
的微分元件和积分元件。 电磁转矩与转速方向相反，是制动转矩。
直流测速发电机空载
空载时，Iaf =0，则各关系式变为：
•直流测速发电机除用作测速元件外，还可当作阻尼元件以及解算装置中 的微分元件和积分元件。
•电动机的电枢反应
电枢反应对输出特性的影响
电枢反应对气隙合成磁场有两个影响：
① 电枢反应使气隙合成磁场的物理中性面顺着直流发电机的 旋转方向转过一个角度；而在直流电动机中是逆着旋转方 向偏移一个角度。
② 由于在电机设计时使电机磁路接近于饱和，因此电枢磁场 将使合成磁通减小，即电枢反应对磁极磁场有去磁效应， 这和直流电动机中发生的情况完全相同。而且电枢电流越 大电枢反应的影响越大，气隙合成磁通被削弱得越多。
•RL
直流测速发电机的静态特性
•空载（RL）时，输出特 性将有最大斜率.
•R
L
•图 直流测速机接上负载
•Uaf
•RL
•RL
1
•RL
2
•RL1> RL2
•图2-3 不同负载电阻时的 •n
•
理想输出特性
直流测速发电机的动态特性
直流测速发电机的动态特性是指输入一个阶跃转速时，输出 信号电压随时间的变化规律。
•图 直流测速发电机输出特性
温度对输出特性的影响
温度变化包括电机周围环境温度的变化以及本身的 发热。温度变化会引起电枢绕组电阻变化，并引起 绕组电流的变化。
•Ra增加好的永磁材料 ，则不必考虑温度对输出特性的影响。
温度对输出特性的影响
电磁式直流测速 发电机的磁路设 计得比较饱和， 因而励磁电流变 化时所引起的磁 通变化量较小。
纹波电压的存在对于测速机用于阻尼或转速控制 时都不利，特别是用在积分装置中更是不允许，因 此在结构上和设计上都要采用一定的措施来减小（ 但不能消除）它的幅值。
•实用纹波系数
纹波
多个绕组的合成电势只 能使纹波减小但决不能 消除。
绕组元件数越多(或换向 片数越多)，则电势脉动 的频率越高，幅值越小 。
•uaf（t ）
•RL
•Lf
可见空载时直流测速发电机是一个理想的比例元件。
直流测速发电机的动态特性
当测速发电机在有感性负载的情况下工作时，由公式
当测速发电机在有感性负载的情况下工作时是惯性元件。
电枢反应
➢ 气隙磁场是磁极磁场和电 枢磁场的合成磁场。
➢ 由于电枢磁场的存在，使 气隙中的合成磁场与磁极 磁场的大小、方向不同， 这一现象叫电枢反应。
•图 同时考虑电枢反应和电刷与 换向器接触压降后的输出特性
延迟换向的去磁作用
• 延迟换向的存在 ，使换向元件中的 产生一个附加电流 ，在被电刷短路的 换向元件中流动， 从而产生磁通，并 对主磁通起去磁作 用，使主磁通减小 。
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•图1-17 换向电流的去磁作用
延迟换向的去磁作用
•图1-18 延迟换向对输出特性的影响
电刷与换向器的接触电阻与接触电压
电刷与换向器的接触电阻与接触电压是非线性的。当电机 转速较低，电流较小时，接触电阻较大，接触电压使得输 出特性斜率急剧下降；当电机转速较高，电流较大时，接 触电压可被当作常数。
电刷与换向器的接触电阻与接触电压
考虑电刷接触压降后，在转速较低时，直流测速发电 机输出特性上有段斜率显著下降的区域。此区域内， 电机虽有输入信号（转速）但输出电压很小，对转速 的反应很不灵敏，所以此区域叫不灵敏区（nbl）。
积小，重量轻等。
直流测速发电机的类型
按照励磁方式分，直流测速发电机有两种型式：
（1）永磁式 其定子磁极由永久磁铁做成，没有励磁绕组.
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（2）电磁式 其定子励磁绕组由外部电源供
电，通电时产 生磁场。
•图1-9 永磁直流测速机
•图1-10 他激直流测速 机
直流测速发电机的静态特性
直流测速发电机的静态特性就是它的输出特性，即其输出电 压与稳态转速的关系。
直流测速发电机
控制系统对直流测速发电机的主要技术性能要求：
（1）输出电压要与转速成线性关系，并具有对称性， 而且能保持稳定；
（2）输出特性的灵敏度高，即曲线斜率大。 （3）输出电压纹波小，即要求在一定的转速下输出电
压稳定，波动小； （4）转动惯量小，以保证响应速度快； （5）高频干扰小，噪音小，工作可靠，结构简单，体
气隙合成磁通的减小将使输出电压Ua下降，并破 坏了输出电压和转速间的线性关系。
电枢反应对输出特性的影响
电枢反应对输出特性的影响
电枢反应对输出特性的影响
电枢反应对输出特性的影响
在直流测速发电机的技术条件中都注明最高转速和最小负载 电阻值。使用时转速不得超过最高转速，负载电阻不得小于 规定的电阻值，以保证非线性误差不超过允许数值。在设计 测速机时选取较小的线负荷，并适当增大电机的气隙，可以 减小电枢反应对输出特性的不利影响。