测速发电机可以将机械转速转换为相应的电压信号，在自动控制系统中常用作测量转速的信号元件。
自动控制系统对测速发电机的主要要求是：
1．输出电压与速度保持严格的线性关系，且不随外界条件的改变而变化；
2．剩余电压（转速为零时的电压）小；
3．输出电压对转速的变化反应灵敏，测速发电机输出特性的斜率要大；
4．惯性小、反应快、使用可靠。
按照测速发电机输出信号的不同，可分为直流测速发电机和交流测速发电机两大类。
一、直流测速发电机
（一）结构
直流测速发电机的结构与小型普通直流发电机的结构相同，按励磁方式的不同，直流测速发电机可分为他励电磁式和永磁式两种。
他励电磁式直流测速发电机的磁极由励磁绕组构成，由于工作时励磁绕组发热会引起励磁绕组电阻的变化，从而引起励磁电流的变化，会造成一定的测量误差。
永磁式直流测速发电机的磁极由永久磁铁构成，结构简单，受温度变化引起的误差也小，应用广泛。
（二）工作原理
直流测速发电机的工作原理图如图4－9所示。若发电机TG内部磁场恒定，当被测机械拖动发电机以转速n旋转，电刷两端产生的空载感应电动势E0为：E0=CeФn。
图4－9 直流测速发电机工作原理图 图4－10 直流测速发电机实际输出特性
当直流测速发电机空载运行时，空载感应电动势与转速成正比，电动势的极性与转速的方向有关。由于空载时的输出电压就是空载感应电动势，所以输出电压与转速成正比。
如果接入负载电阻RL，则负载电流会引起电枢电阻压降和电刷与换向器之间的接触压降。如不考虑电枢反应对磁场的影响，则输出电压为：
式中，Ra为电枢电阻；ΔU为电刷与换向器之间的接触压降。
在图4－10中，给出了直流测速发电机的输出特性，其中曲线1是没有接触压降时的输出特性，曲线2是有接触压降时的输出特性，曲线3为实际情况下输出特性。从图中可以看出，当考虑发电机的接触压降时，发电机的转速小于某一个值（Δn）时，发电机的输出电压为0，发电机输出电压为0的这一段区间称为失灵区或无信号区。
二、交流测速发电机
交流测速发电机有异步式和同步式两种。
（一）结构
交流异步测速发电机的结构与交流伺服电动机的结构相似，也有笼型转子和杯形转子两种。为了提高系统的快速性和灵敏度，减小转动惯量，杯形转子异步测速发电机的应用最为广泛。
杯型转子是一个薄壁非磁性杯，为了使测速发电机输出特性的线性度好，性能稳定，要求它的转子电阻比伺服电动机的转子电阻更大一些，通常采用电阻率大、湿度系数小的硅锰青铜或锡锌青铜制成，杯壁厚为0.2～0.3mm。
交流异步测速发电机的定子由内定子和外定子两部分构成，在定子上嵌放有空间位置上相差90º电角度的两相绕组，一相绕组作为励磁绕组，另一相绕组作为输出绕组。在机座号较小的测速发电机中，两相绕组均嵌放在内定子上；而机座号在36号（外径36mm）以上测速发电机中，励磁绕组嵌放在外定子上，输出绕组嵌放在内定子上，以便调整两相绕组的相对位置，使剩余电压最小。
（二）工作原理
交流测速发电机工作原理图如图4－11所示。励磁绕组N1接频率为f1的恒定单相交流励磁电压U1，输出绕组N2则输出与转速大小成正比的电压信号U2。由于励磁绕组中有单相交流电流过，会在发电机内部产生一个直轴（d轴）脉振磁场。
当转子不动时，励磁绕组产生的脉振磁场只能在转子中感应出变压器电动势，d轴的左、右两边变压器电动势的方向相反，由于转子是短路的，变压器电动势会在转子中产生电流，电流的方向与电动势的方向相同。由楞次定律知，转子电流产生的磁通Φrd与励磁绕组产生的磁通方向相反，所以合成磁通Φd的方向仍沿d轴方向，如图4－11a所示。由于输出绕组的轴线与d轴垂直，没有电磁耦合关系，输出绕组中的电压为0。
当转子转动时，转子中除了感应出变压器电动势外，还会由于转子切割直轴磁通Φd产生一个旋转电动势Erq，其方向由给定的转子转向，用右手定则判断，其有效值为：
式中，Cq为比例常数。
图4－11 交流测速发电机的工作原理图
a)转子不动时；b)转子转动时
在旋转电动势Erq的作用下，转子绕组中将产生交流电流Irq，由于杯形转子电阻很大，远大于转子电抗，可以认为Erq和Irq基本同相。Irq会在发电机内部产生一个交变的交轴（q轴）磁通Φq，Φq的大小与Irq和Erq的大小成正比，即有
式中，C1为比例常数