自整角机课件

? 14.1 基本结构 ? 14.2 工作原理 ? 14.3 误差概述 ? 14.4 选用时应注意的的问题及应用举例
14.1 基本结构
2019版一轮复习物理课件
自整角机的定子结构与一般小型绕线转子感应电动机相似。
定子铁心上嵌有三相星形联结对称分布绕组，通常称为整步绕组。转子结构则按不 同类型采用凸极式或隐极式，放置单相或三相励磁绕组。转子绕组通过滑环、电刷 装置与外电路联接，滑环是由银铜合金制成，电刷采用焊银触点，以保证接触可靠。 接触式自整角机结构如图。
1-定子 2-转子 3-阻尼绕组 4-电刷 5-接线柱 6-滑环
14.2 工作原理
14.2.1 力矩式自整角机
力矩式自整角机的接线图如图，两台自整角机结 构完全相同，一台作为发送机，另一台作为接收 机。它们的转子励磁绕组接到同一单相交流电源， 定子整步绕组则按相序对应联接。
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FF1 ? 0.9 NK W 1I1 / P
把上式代入得
FF1 ?
? F m sin
? 1 ? ? 2 sin
2
?
2
FF 2
?
? Fm sin(
?1 ? ?2
2
? 120
? ) sin
ห้องสมุดไป่ตู้
?
2
FF 3
?
?
Fm
sin(
?1
??
2
2
? 120 ? )sin
?
2
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三相合成磁动势的直轴分量：
?
? 2 E m sin
? 1 ? ? 2 sin
2
?
2
? E2
?
EF 2
?
EJ 2
?
Em[(cos?1(? 120?) ?
cos(?2
? 120?)] ?
? 2Em
sin ?1
? ?2
2
sin ?1
? ?2
2
?
?2Em sin(?1
? ?2
2
? 120?)sin
?
2
? E3
?
EF 3
?
EJ3
?
Em[(cos?1(?
? 2 接收机转子从起始位置逆时针方向偏转的角度。
由于发送机和接收机是由同一励磁电源励磁的，因此两机定子绕组电动势在时间 上是同成电动势为两机定子电动势之差,
? E1 ?
E F1 ?
E J1
?
E m (cos
?1 ?
cos
?2) ?
? 2 E m sin
? 1 ? ? 2 sin
2
?1 ? ? 2
2
?
FJ 3d
?
FJ1 cos?2
I1 ?
? E1 2Z
?
? 2 I m sin
? 1 ? ? 2 sin
2
?
2
I2 ?
? E2 2Z
?
? 2 I m sin(
?1 ? ?2
2
? 120
? ) sin
?
2
I3 ?
? E3 2Z
?
? 2 I m sin(
? 1 ? ? 2 ? 120
2
? ) sin
?
2
Im ?
Em Z
整步绕组各相回路中最大电流的有效值
E F 2 ? E m cos( ? 1 ? 120 ? ） E m整步绕组最大相电动势有效值
图量 相间空势动磁
发送机
接收机
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同理可写出接收机整步绕组电动势为
E J 1 ? E m cos ? 2 E J 3 ? E m cos( ? 2 ? 120 ? )
E J 2 ? E m cos( ? 2 ? 120 ? )
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设转子励磁绕组轴线与定子整步绕组第一相的轴线重合时的位置为起始位置， 转子偏离起始位置的角度称为位置角，则在起始位置时，位置角等于零。
当发送机转子从起始位置逆时针方向偏转θ 1时，三相整步绕组的电动势应为
E F 1 ? E m cos ? 1
E F 3 ? E m cos( ? 1 ? 120 ? ）
第十四章 自整角机
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自整角机是一种感应式机电元件。在系统中通常是两台或两台以上组合使用。 其任务是将转轴上的转角变换为电气信号，或将电气信号变换为转轴的转角，使 机械上互不相联的两根或几根转轴同步偏转或旋转，以实现角度的传输、变换和 接收。它广泛应用于运距离指示装置和伺服系统。
120?) ?
cos(?2
? 120?)] ?
?2Em
sin(?1
? ?2 2
? 120?)sin ?1
? ?2 2
?
?2Em
sin(?1
??2 2
?
120?)sin
? 2
? ? ? 1 ? ? 2 ，称为失调角，是发送机与接收机的位置角之差。
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设两机定子绕组的阻抗相等，并以Z表示，则每相总阻抗为2Z，于是各相回路电流的 有效值为
?
FF 2 q ?
FF 3q
?
FF 1 sin ? 1 ?
FF 2 sin( ? 1 ? 120 ? ) ?
FF 3 sin( ? 1 ? 120 ? ) ?
?
3
4 Fm sin ?
整步绕组的合成磁动势：
FF ?
F Fd 2 ? F Fq 2 ?
3 2
Fm
sin
?
合成磁动势与交轴夹角
arctan FFd ? arctan( 1 ? cos ? ) ? arctan(tan ? ) ? ?
当发送机和接收机的转子位置一致时，大小相等，方向相反，所以回路中无电流流 过，因而不产生整步转矩，此时两机处于稳定的平衡位置。
当发送机的转子从一致位置转一角度θ 1时，则在整步绕组回路中将出现电动势， 从而引起均衡电流。此均衡电流与励磁绕组所建立的磁场相互作用产生转矩，使 接收机也偏转相同角度。对于这一过程，分析如下。
F Fq
sin ?
22
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接收机和发送机的整步绕组是相对应联接的，它们的电流方向相反，数值相等， 因此相应的磁动势的振幅也相等，但是符号相反，即
FJ1 ? ? FF1
FJ 2 ? ? FF 2
FJ 3 ? ? FF 3
接收机整步绕组磁动势的直轴分量：
FJd
?
FJ 1d
?
FJ 2d
可见
I1 ? I 2 ? I3 ? 0
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当整步绕组中有电流通过，将产生磁动势，为便于分析计算，通常将三相整步绕组 中的三个空间脉动磁动势，分解为直轴（d轴）即励磁绕组轴线方向，交轴（q轴） 直轴在空间按逆时针方向前移90。电角度。
由交流电机绕组磁动势知单相基波磁动势的振幅值
FFd ? FF 1d ? FF 2 d ? FF 3 d ? FF 1 cos ? 1 ? FF 2 cos( ? 1 ? 120 ? ) ? FF 3 cos( ? 1 ? 120 ? )
把上式代入可得
F Fd
3 ? ? 4 F m ( 1 ? cos
?)
三相合成磁动势的交轴分量：
F Fq
?
FF 1q