自整角机结构、工作原理

流 I3
、
和
, 它们共同产生一个
定子合成磁场。 我们先从某一相定子绕组感生电流所
E1=4.44fWsΦ1=E cosθ1 E2=4.44fWsΦ2=E cos(θ1+120°)
(5 -
E3=4.44fWsΦ3=E cos(θ14+)240°)
第3章 步进电动机
图 5 - 16 定子绕组中的电 流
第3章 步进电动机
以D1相回路为例， 设回路的总阻抗ZZ为ZKF 和 ZKB 的 每 相 定 子 绕 组 阻 抗 ZF 、 ZB 及 各 联 接 线 阻 抗 Zi(由于实用中联接线较长)之和， 即
第3章 步进电动机
图 5 – 15 定子绕组的感应电流
第3章 步进电动机
Φ1=Φm cosθ1 Φ2=Φm cos(θ1+120°) Φ3=Φm cos(θ1+240°)
(5 3)
第3章 步进电动机
以上磁通必然在定子三相绕组中感应电势， 而且这种电势也是由于线圈中磁通的交变所引起的， 所以也称为变压器电势， 可得出自整角机定子绕组中 各相变压器电势的有效值应为(并代入(5 - 3)式)
IO′O
=I
cosθ1+I
cos(θ1+120°)+I
cos(θ1+240°)=0 上 式 表 明 ， 中 线 没 有 电 流 ，
因此就不必接中线， 这也就是自整角机的定子绕组只
有三根引出线的原因。
第3章 步进电动机
3.3 定子电流产生的磁场
自整角机发送机定子绕组流过电流时, 也
要产生定子磁场。 由于存在三相绕组, 分别流I1 过电I2
题。
在这里结合自整角机的U励1 磁磁场进行分析
和讨论。ZKF转子励磁绕组接通单相电压
后，
励磁绕组将流过i电f 流：Ifmsint
第3章 步进电动机
隐极转子励磁磁场分布
第3章 步进电动机
隐极转子励磁磁场展开图及Bf(X)分布曲线
第3章 步进电动机
励磁电流和磁通密度分布曲线
第3章 步进电动机
单相基波脉振磁场(或磁密)的物理意义可 归纳为如下两点：
为基波每相电流达最大值时产生的磁密幅值； X为沿
周长方向的空间弧度值。
第3章 步进电动机
3.2 定子绕组的感应电流
自整角机发送机转子上的励磁绕组通过电流
if 后，将产生相位彼此相同， 而感应电势的大小则与
转子绕组在空间的位置有关。 为便于分析， 将图 5
- 11 中的“ＺKＦ”画成图 5 - 15， 用以求出D1相 绕组所匝链的磁通。 而且仅用一匝线圈Z1 - Z2 表示 在转子上的励磁绕组， 用另一匝线圈D1 - D4 表示在 定子上的D1相绕组。
第3章 步进电动机
力矩式自整角机的功用是直接达到转角随 动的目的， 即将机械角度变换为力矩输出， 但无力 矩放大作用， 接收误差稍大， 负载能力较差， 其静 态误差范围为 0.5°～2°。 因此， 力矩式自整角机 只适用于轻负载转矩及精度要求不太高的开环控制的 伺服系统里。
第3章 百度文库进电动机
无论自整角机作力矩式运行或者是控制式 运行， 每一种运行方式在自动控制系统中自整角机通 常必须是两个(或两个以上)组合起来才能使用， 不能 单机使用。
(1) 对某瞬时来说， 磁场的大小沿定子内 圆周长方向作余弦(或正弦)分布；
(2) 对气隙中某一点而言， 磁场的大小 随时间作正弦(或余弦)变化(或脉动)。若把符合上述 特点的单相脉振磁场写成瞬时值表达式， 则
(5 - 2)
bp1 =Bm1sinωt cosX
式中, bp1 为基波每相磁密瞬时值； Bm1
力矩式运行时：发送机和接收机 控制式运行时：发送机和变压器
第3章 步进电动机
雷达俯仰角自动显示系统原理图
第3章 步进电动机
2 自整角机的基本结构
第3章 步进电动机
自整角机定、转子绕组
第3章 步进电动机
差动式自整角机定、转子绕组
第3章 步进电动机
自整角机结构简图
第3章 步进电动机
定子铁心冲片
第3章 步进电动机
自整角机转子
第3章 步进电动机
隐极式自整角机的定子和转子
第3章 步进电动机
三相对称绕组示意图
第3章 步进电动机
差动式自整角机的转子结构
第3章 步进电动机
3 控制式自整角机的工作原理
据前述， 自动控制系统中的自整角机运行 时必须是两个或两个以上组合使用。 以下我们以控制 式自整角机“ZKF”和“ZKB”成对运行为例来分析其 工作原理。 图 5 - 11 为它的工作原理电路图。 图 中左边为自整角机发送机(ZKF)， 右边为自整角机变
第3章 步进电动机
1
自整角机用途
自整角机属于自动控制系统中的测位用微 特电机。 测位用微特电机包括： 自整角机、 旋转变 压器(下一章讲) 。
自整角机若按使用要求不同可分为力矩式 自整角机和控制式自整角机两大类。
第3章 步进电动机
控制式自整角机的功用是作为角度和位置 的检测元件， 它可将机械角度转换为电信号或将角度 的数字量转变为电压模拟量， 而且精密程度较高， 误差范围仅有3′～14′。 因此，控制式自整角机用 于精密的闭环控制的伺服系统中是很适宜的。
(5 - 5)
ZZ=ZF+ZB+Zi
故 流 过 D1 相 回 路 中 的 电 流 有 效 值 为 ： I1=E1/ZZ。 同理流过D2, D3相回路中的电流有效值为： I2=E2/ZZ, I3=E3/ZZ。 代入式(5 - 4)则为
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I1
E1 ZZ
E cos1
ZZ
I cos1
I2
E2 ZZ
Ecos(1 120)
ZZ
I cos(1 120)
I3
E3 ZZ
Ecos(1 240)
ZZ
I cos(1 240)
(5 - 6)
式中, I=E/ZZ为励磁磁通轴线和定子绕组轴
线重合时定子某相电流的有效值， 每相的最大电流有 效值。
第3章 步进电动机
由图 5 - 16 看出流出中线的电流IO′O应该 为I1, I2, I3之和， 代入式(5 - 6)后为:
压器(ZKB)。 ZKF和ZKB的定子绕组引线端D1, D2, D3和 D′1, D′2, D′3对应联接， 被称为同步绕组或整步
绕组。
第3章 步进电动机
控制式自整角机的原理电路图
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3.1 转子励磁绕组产生的脉振磁场
单相绕组通过单相交流电流， 在电机内部
就会产生一个脉振磁场， 这是一般交流电机的共性问