交流測速發(fā)電機軸誤差電壓分析

摘 要：在我國交流發(fā)電機研發(fā)過程中，有一項非常重要的工作需要認真對待。對于發(fā)電機的工作系統(tǒng)的運行質(zhì)量影響較大的是交流測速發(fā)電機的零速輸出電壓。一旦零速電壓出現(xiàn)在運行系統(tǒng)中，就會對整個系統(tǒng)的運行產(chǎn)生非常不利的影響。因此我們在實際的工作過程中要積極的縮小零速電壓對于系統(tǒng)運行的影響。文章針對交流測速發(fā)電機軸的誤差電壓進行詳細的分析和論述，希望通過文章的論述能夠有效的減少我國的交流測速發(fā)電機的軸誤差電壓，同時也為我國的發(fā)電機行業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新貢獻自己的一份力量。

關(guān)鍵詞：交流測速；發(fā)電機；軸電壓誤差；分析

在我國的自動化控制系統(tǒng)以及解算裝置中，交流測速發(fā)電機具有非常多的作用和功能，最主要的功能有四個。第一個功能是作為系統(tǒng)中的測速元件進行使用；第二個功能是作為系統(tǒng)中的校正元件進行使用；第三個功能是作為系統(tǒng)中的解算元件進行使用；第四個功能是作為系統(tǒng)的角加速度測量信號元件進行使用。我們針對不同型號和參數(shù)的測速發(fā)電機，對于其使用性能以及相應(yīng)的精度參數(shù)都有不同的要求。如果交流測速發(fā)電機的主要作用是進行速度反饋以及阻尼元件使用，那么我們就要求發(fā)電機的堵轉(zhuǎn)加速度較高同時零速輸出的電壓較低；如果交流測速發(fā)電機作為積分元件進行使用，我們就要求發(fā)電機的輸出電壓不會在溫度升高的過程中有很大的偏差，同時要求發(fā)電機具有較短的加熱時間。因此我們在進行測速發(fā)電機的設(shè)計過程中，要參照實際的使用情況以及發(fā)電機的用途不同和要求不同來進行具體的設(shè)計，最主要的是要突出發(fā)電機的使用功能特性，這樣就會讓發(fā)電機的其他特性受到一定程度的減弱。在歐美國家中測速發(fā)電機根據(jù)使用的功能不同，大致分成了三種。第一種是阻尼測速發(fā)電機；第二種是溫度補償測速發(fā)電機；第三個是網(wǎng)絡(luò)補償測速發(fā)電機。在我國并沒有按照相關(guān)的用途進行測速發(fā)電機的種類區(qū)分，但是我國的測速發(fā)電機的指標(biāo)要求較高；例如發(fā)電機的頻率靈敏度指標(biāo)；發(fā)電機的電壓靈敏度指標(biāo)以及軸誤差指標(biāo)等。文章對零速輸出電壓有所了解，以便生產(chǎn)廠家能在生產(chǎn)過程中加以控制和測量，使用方能在系統(tǒng)中加以補償，以減小或消除其影響。零速輸出電壓可分為基波同相分量、基波正交分量、軸誤差電壓、位置誤差電壓等。文章對軸誤差電壓的概念和測量方法做一分析介紹。

1 交流測速發(fā)電機的軸誤差電壓的主要內(nèi)容

在測速發(fā)電機中，軸誤差電壓主要是基波輸出電壓伴隨著轉(zhuǎn)子的180度范圍旋轉(zhuǎn)的電壓變化而變化的電壓。軸誤差電壓的數(shù)值為零速輸出電壓的基波有效值中的最大值以及最小值兩者之差的一半。同相位的軸誤差電壓是最大的同相零速輸出電壓相位旋轉(zhuǎn)180度之后的最大輸出電壓和最小輸出電壓之間差值的一半。關(guān)于正交位置過程中的誤差電壓數(shù)值是正交零速電壓輸出基波的相位最大輸出零速電壓和最小輸出零速電壓之間的差值的一半。如果發(fā)電機在運行過程中不存在這一位置，正交位置的誤差電壓的數(shù)值就指的是相同相位的最大輸出零速電壓同最小輸出零速電壓之間差值的一半。具體的計算公式為

2 交流測速發(fā)電機中的軸誤差和速敏輸出電壓之間的關(guān)系

速敏輸出電壓主要指的是測速發(fā)電機輸出電壓只是轉(zhuǎn)速函數(shù)的基波電壓。根據(jù)美國的相關(guān)標(biāo)準規(guī)定：發(fā)電機的軸誤差電壓在相同的轉(zhuǎn)速以及試驗條件下，是兩個方向的同相位基波電壓的代數(shù)和的一半。具體的計算公式為：

根據(jù)上述的公式我們可以得出，發(fā)電機的軸誤差電壓過大同時發(fā)電機的正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)的輸出電壓的差值過大，會嚴重的影響發(fā)電機的運行效果。

3 交流測速發(fā)電機中的軸誤差電壓的主要測量方法

根據(jù)美軍標(biāo)MIL一-T2282lB對軸誤差電壓的定義和試驗，可以分為以下兩種測量方法。

（1）測量正、反轉(zhuǎn)向時的輸出電壓的基波值求其代數(shù)和的二分之一。以同向軸誤差電壓為例：用精度試驗臺測量在相同轉(zhuǎn)速和試驗條件下（包括相同的電壓頻率溫度等）兩個旋轉(zhuǎn)方向的同相基波輸出電壓。我們可以用以下公式表示：

（2）測量零速輸出電壓同相分量的最大幅值a和最小幅值b進行計算：當(dāng)轉(zhuǎn)子位置在0°-360°范圍內(nèi)改變時，用相敏電壓表測出a和b來。若a和b的相位相差180時，則同相軸誤差電壓為：

在沒有精度試驗時，就可以用這種方法求同相軸誤差電壓。

4 交流測速發(fā)電機中的軸誤差電壓以及同相線性誤差之間的關(guān)系

第一，根據(jù)美國的相關(guān)標(biāo)準，在相同相位的情況下，速敏輸出電壓在數(shù)值上就等于同轉(zhuǎn)速以及同試驗條件下的正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)測量得到同相位基波輸出電壓的數(shù)值之差的一半。第二，按照我國的相關(guān)標(biāo)準規(guī)定，測量計算同相位線性誤差電壓的方法是：在線性上的最大轉(zhuǎn)速以內(nèi)測量正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)五到六次，通過測量得出同相位下的基波輸出電壓的最大值以及最小值，同樣也要取兩者之差的一半。

5 交流測速發(fā)電機中的軸誤差電壓較小的具體方法

交流測速發(fā)電機的軸誤差，經(jīng)過現(xiàn)階段的研究發(fā)現(xiàn)，主要的原因在于測速發(fā)電機在運行過程中的磁不對稱導(dǎo)致的。所以我們在交流測速發(fā)電機的設(shè)計以及運行過程中都要對磁不對稱現(xiàn)象給予充分的認識和關(guān)注。關(guān)于交流測速發(fā)電機中的軸誤差電壓較小的具體方法的闡述和分析，文章主要從兩個方面進行分析。第一個方面是在發(fā)電機的結(jié)構(gòu)上盡量采用調(diào)整磁的不對稱結(jié)構(gòu)。第二個方面是要在發(fā)電機的磁性材料上進行細致科學(xué)的而選擇。下面進行詳細的分析和論述。

5.1 在發(fā)電機的結(jié)構(gòu)上盡量采用調(diào)整磁的不對稱結(jié)構(gòu)

在交流測速發(fā)電機的設(shè)計過程中，我們對于其中的相關(guān)結(jié)構(gòu)要給予重新認識，在采用內(nèi)定子以及外定子結(jié)構(gòu)的過程中，我們應(yīng)該將發(fā)電機中的鐵心形狀做成不對稱的形式。我們通過調(diào)整發(fā)電機內(nèi)部的鐵心的具體位置以及相應(yīng)的補償繞組的方式來縮小發(fā)電機的磁不對稱問題；同時我們還可以使用外轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式來進行不對稱結(jié)構(gòu)的調(diào)整。通過打磨定子的鐵扼以及繞組補償?shù)姆绞絹砜s小發(fā)電機的磁不對稱問題。

5.2 要在發(fā)電機的磁性材料上進行細致科學(xué)的選擇

交流測速發(fā)電機在磁性材料的選擇過程中，要充分的結(jié)合發(fā)電機的使用情況，同時還要根據(jù)發(fā)電機的主要使用功能來進行選擇。在選擇過程中，要選擇質(zhì)地勻稱的磁性材料，同時要疊壓，按照預(yù)定的標(biāo)記進行槽錯位置的選擇。這些都是能夠有效改善發(fā)電機磁不對稱性的方式。通常情況下，我們不僅僅要選擇合適的方式來減少發(fā)電機的磁不對稱性，同時我們還要注意發(fā)電機的加工方式以及選擇的加工材料，因為這些因素也能夠在一定的程度上影響發(fā)電機的軸誤差電壓的產(chǎn)生。在要求較高的發(fā)電機系統(tǒng)當(dāng)中，我們還可以采用相應(yīng)的措施來改善或者消除發(fā)電機的軸誤差電壓的出現(xiàn)。

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