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速度传感器类型及应用比较:测速发电机与位置传感器

时间:2026-01-22 理论教育 姚姚 版权反馈
【摘要】:最典型的速度传感器是测速发电机。如今,在电动机控制系统中,几乎看不到使用测速发电机的情况,都使用了位置传感器检测速度,降低了成本和体积小型化。如果就性能而言,测速发电机仍然是最好的速度传感器,特别在低速区域。因为测速发电机是模拟信号输出,从理论上讲,它的检测分辨率是无限大的,所以是其他速度传感器无法达到的,这也是控制上的重要因素。

最典型的速度传感器是测速发电机。图6-9所示是无刷测速发电机的结构,无刷测速发电机的结构与交流伺服电动机相同,转子侧相当于磁铁。有4个检测绕组,分别检测相位相差90°电角度的感应电压。因为这个感应电压本身是交流梯形波,所以可以用简单的位置传感器E检测磁极的位置,依次控制电子模拟开关a、b、c、d,模拟开关交替切换梯形波的平滑区间,将其送至运算放大器,最后输出为一正比于转速的直流信号。若电动机反向旋转,各相绕组交流反电动势反相,输出的信号极性变为负。

图示

图6-9 无刷测速发电机的结构(https://www.xing528.com)

由于无刷测速发电机的相绕组电感存在固定的滞后因素,通常在采样通道串有大阻值电阻(如100kΩ),以降低回路时间常数,提高其动态响应性能。这种无刷测速发电机和有刷直流测速发电机相比,除了消除由电刷带来的诸多问题之外,一个明显的优点是在零速附近不存在有刷发电机的不灵敏区。

如今,在电动机控制系统中,几乎看不到使用测速发电机的情况,都使用了位置传感器检测速度,降低了成本和体积小型化。如果就性能而言,测速发电机仍然是最好的速度传感器,特别在低速区域。因为测速发电机是模拟信号输出,从理论上讲,它的检测分辨率是无限大的,所以是其他速度传感器无法达到的,这也是控制上的重要因素。因此,在一些高端伺服系统应用中,尤其在速度很低时,还是能看到测速发电机的,例如控制雷达盘或者望远镜。

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