結(jié)構(gòu)與杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電動機類似,由內(nèi)、外定子,非磁性材料制成的杯形轉(zhuǎn)子等部分組成。定子上放置兩個在空間相互垂直的單相繞組,一個為勵磁繞組,另一個為輸出繞組。
勵磁繞組通入正弦電流時,在繞組的軸線方向上產(chǎn)生了一個隨時間按正弦規(guī)律變化的脈動磁通Φ1。Φ1在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出電流產(chǎn)生,并由此產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁通Φ2。
測速發(fā)電機靜止時,Φ2也沿勵磁繞組的軸線方向,忽略勵磁繞組的電阻和漏抗,合成磁通Φ在勵磁繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1與勵磁電壓U1的關(guān)系為:
可見,當U1和f1不變時,合成磁通Φ的大小基本保持不變,仍為原來的磁通Φ1。由于Φ1的方向與輸出繞組的軸線垂直,在輸出繞組中不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,因此,當測速發(fā)電機靜止不動時,輸出電壓為零。
測速發(fā)電機旋轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體因切割磁通Φ1而產(chǎn)生電動勢和電流。E2和I2與磁通Φ1及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n成正比,轉(zhuǎn)子電流I2產(chǎn)生磁通Φ2,兩者也成正比,磁通Φ2的方向與輸出繞組的軸線方向一致,因而在輸出繞組中產(chǎn)生與勵磁電壓頻率相同的感應(yīng)電動勢,輸出繞組兩端得到頻率相同的輸出電壓,其大小與磁通Φ2成正比,輸出電壓U2與勵磁電壓U1及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比。
空心杯轉(zhuǎn)子測速發(fā)電機與直流測速發(fā)電機相比,具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠等優(yōu)點,是目前較為理想的測速元件。
交流測速發(fā)電機可分為同步測速發(fā)電機和異步測速發(fā)電機兩大類。