力矩式自整角机工作原理及应用 PPT

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第6章 自整角机

第6章 自整角机

第5章 自整角机
5.2 控制式自整角机 工作原理:左边为自整角机发送机(ZKF),右边为 自整角机变压器(ZKB)。ZKF、ZKB定子绕组引线 端D1, D2, D3和D′1, D′2, D′3对应联接,为同步绕 组或整步绕组。
第5章 自整角机
ZKF的转子绕组接交流电压Uj,为励磁绕组;ZKB 的转子绕组输出感应电势,为输出绕组。为便于分 析,ZKF转子绕组轴线、定子D1绕组轴线夹角为θ1, ZKB 输 出 绕 组 、 定 子 绕 组 轴 线 夹 角 为 θ2 , 且 设 θ2>θ1。
第5章 自整角机
二、定子绕组的感应电流 自整角发送机转子上的励磁绕组通电流 if 后, 将产生相位相同,大小与转子绕组空间位置有关 的感应电势。为便于分析,用一匝线圈Z1 - Z2表 示转子励磁绕组,用一匝线圈D1 - D4 表示定子绕 组。求出D1相绕组所匝链的磁通。
第5章 自整角机
设此瞬时脉振磁通达到最大。把磁密空间矢量Bf分 解成两个垂直分量:D1-D4轴线方向,值Bf cosθ1; D1-D4 轴线方向垂直,Bf sinθ1 。当Bf方向与D1-D4 轴线重合时,D1-D4匝链全部磁通Φm,即一个极的 磁通,但现在D1-D4 轴线方向磁密为Bf cosθ1 ,故 D1-D4所匝链的磁通为Φm cosθ1。
第5章 自整角机
(4) ZKB的输出电势的有效值E2=E2max sinγ, 其中γ叫失调角。失调角γ=90°-δ,γ角 是实际 ZKB转子绕组轴线(从Z2′到Z1′方向)偏移(超前) 协调位置的角度(取正号)。协调位置为输出电 势等于零的位置。在失调角比较小时, U 2=U
2max
γ, γ的单位取弧度(rad)。
若γ用弧度作单位且γ角又很小, sinγ≈γ。 如, 在γ=0°~10°(0~0.174 53 rad)时, 用γ代替sinγ 所造成的误差不大于0.51%;在γ=0°~20°时误 差不大于2.02%。因此, γ较小时, 可近似认为 E2=E2max γ, 即输出电势与失调角成正比。这样输 出电势的大小就直接反映了发送机转轴和接收轴 间差值的大小。

自整角机结构、工作原理 PPT

自整角机结构、工作原理 PPT

隐极转子励磁磁场分布
隐极转子励磁磁场展开图及Bf(X)分布曲线
励磁电流和磁通密度分布曲线
单相基波脉振磁场(或磁密)的物理意义可归纳为如 下两点:
(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
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
雷达俯仰角自动显示系统原理图
2 自整角机的基本结构
自整角机定、转子绕组
差动式自整角机定、转子绕组
自整角机结构简图
定子铁心冲片
自整角机转子
隐极式自整角机的定子和转子
三相对称绕组示意图
差动式自整角机的转子结构
3 控制式自整角机的工作原理
bp1 =Bm1sinωt cosX
(5 - 2)
式中, bp1 为基波每相磁密瞬时值; Bm1 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。
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。
组D1相轴线的夹角为θ1, 因此定子合成磁场的轴线超前 D1相轴线(180°-θ1)。
(2) 由于合成磁密 B 在空间的幅值位置不变, 且其长
度(即模值)是时间的正弦(或余弦)函数, 故定子合成磁场 也是一个脉振磁场。

第02章自整角机

第02章自整角机

F
F
F
n1
n1
F

E Fa
发送机
F n1
F F n1

Ia
J

E Ja

Ic
接收机

Ib
图2-2 单相力矩式自整角机
-8-
第二章 自整角机
三、整步转矩的分析 为分析方便,先作如下假定: (1) 气隙磁场按正弦规律分布,即不计空间高次谐
波的影响。 (2) 磁路是线性的,即不计铁心的磁饱和效应。 (3) 不考虑整步绕组磁动势对励磁绕组磁动势的影


T1 K ( d Fq q Fd )
(2-16)
转矩系数
δ很小
Fd 0

T1 K d Fq
(2-17)
-23-
第二章 自整角机
直轴磁通和交轴磁动势的相位关系如图2-5所示,因 此上式可以写为

d
T1 Kd Fq cos

(2-18)
E

I (Fq )
图2-5 力矩式自整角机的相量图
Fm Fm
c os ( F c os ( F
2π ) 3 2π ) 3
(2-28)
Fm
4 π
2INkw
TF
TJ
3EFIF cosF
1 3EJ IJ cosJ
1
F 90 o J 90 o
cosF 0
cosJ 0
(2-1)
TF 0 TJ 0
0
-5-
第二章 自整角机 根据旋转磁场和电磁转矩的基本概念,当电磁转矩
为正时,其方向是使转子顺着旋转磁场方向转动;而当 电磁转矩为负时,其方向是使转子逆着旋转磁场方向转

第5章-自整角机(力矩式自整角机讲)

第5章-自整角机(力矩式自整角机讲)

失调角也是随动系统中常用术语之一)。 由图 5 - 18 明
显可见δ=90°-γ, 代入式(5 - 11)得
第5章 自整角机
E2=E2max cos(90°-γ)=E2max sinγ
(5 - 12)
上式说明自整角机变压器 (ZKB)的输出电势与失调 角γ的正弦成正比, 其相应曲线形状如图 5 - 21 所示。 图上若在0°<γ<90°的范围内, 失调角γ增加输出电势 E2也增大; 若90°<γ<180° 时, 输出电势E2将随失调 角 γ增大而减小; γ=180°时 , 输出电势E2 又变为零。 但是, 当失调角γ变负时, 输出电势E2的相位将变反。
也就是失调同样的角度所获得的信号电压大, 因此系统
的灵敏度就高。
第5章 自整角机
图 5 - 23 输出电压在γ=0时的切线
第5章 自整角机
5.4 带有“ZKC”的控制式自整角机
自整角机除了作成对 (ZKF 和 ZKB) 运行外 , 还可在 ZKF 和 ZKB 之间再接入控制式差动发送机即 ZKC 作控 制式运行。 其目的是用来传递两个发送轴的角度和或 角度差。 第 5.2 节已说明差动式自整角机的结构特点: 转子采用隐极式结构, 而且转子铁心的槽中放置有三相 对称分布绕组, 并通过三组集电环和电刷引出, 参考图 5 - 9; 定子和普通自整角机完全相同, 属三相对称绕组, 参考图 5 - 7(a)和图 5- 8。
第5章 自整角机
(4) ZKB的输出电势的有效值E2=E2max sinγ, 其中γ叫
失调角。 失调角γ=90°-δ,γ角 是实际ZKB转子绕组轴 线(从Z2′到Z1′方向)偏移(超前)协调位置( 方向)的角 X t 度(取正号)(图 5 - 20 所示)。 协调位置为输出电势等于 零的位置。 在失调角比较小时, U 2=U 2max γ, 这里γ的 单位取弧度(rad)。

力矩自整角机2009

力矩自整角机2009

3、力矩式差动发送机:串接于发送机和接收机之间,以扩大转 力矩式差动发送机:串接于发送机和接收机之间, 轴的转角信号。( 。(将发送机转子转角及其自身的转子转角之和 轴的转角信号。(将发送机转子转角及其自身的转子转角之和 或差)转变为电信号送接收机。 (或差)转变为电信号送接收机。 4、力矩式差动接收机:串接于两台发送机之间,接收它们输出 力矩式差动接收机:串接于两台发送机之间, 的电信号,使转子的转角为两台发送机转子转角之和(或差) 的电信号,使转子的转角为两台发送机转子转角之和(或差)。
如果发送机转子的位置角为θ 接收机的转子位置角θ 如果发送机转子的位置角为 1,接收机的转子位置角 2,为那 么由励磁绕组产生的主磁场在其各相整步绕组中感应的电势的 有效值分别为
E1a=Ecosθ1 E1b=Ecos(θ1-120°) ° E1c=Ecos(θ1+120°) ° E2a=Ecosθ2 E2b=Ecos(θ2-120°) ° E2c=Ecos(θ2+120°) °
当发送机的转子转角为θ 接收机转子转角为θ 当发送机的转子转角为 1,接收机转子转角为 2, 调角θ=θ1-θ2。θ=0时称为协调位置。 时称为协调位置 调角 时称为协调位置。 (一)电势、电流 电势、

Hale Waihona Puke 励磁绕组接入单相交流励磁电源,产生脉振磁场, 励磁绕组接入单相交流励磁电源,产生脉振磁场,大小随时间正弦 脉振磁场 变化。 在三相整步绕组中感应变压器电势 相位相同, 变压器电势, 变化。 在三相整步绕组中感应变压器电势,相位相同,大小与绕组 位置有关。 位置有关。 如果发送机三相整步绕组的某相( 如果发送机三相整步绕组的某相(如a相)与磁励绕组的轴线重合作 相 为起始位置,那么此时该相的感应电动势, 为起始位置,那么此时该相的感应电动势,其有效值为 E=4.44fNKωΦm 为励磁电源的频率即主磁通的脉振频率; 式中 f为励磁电源的频率即主磁通的脉振频率; 为励磁电源的频率即主磁通的脉振频率 N为整步绕组每一相的线圈匝数; 为整步绕组每一相的线圈匝数; 为整步绕组每一相的线圈匝数 Kω为整步绕组的基波绕组系数; 为整步绕组的基波绕组系数; Φm为自整角机主磁通的幅值。 为自整角机主磁通的幅值。

自整角机

自整角机

31
华中科技大学电机教研室
4-6 差动自整角机的结构和运行原理
在随动系统中,有时需要两台发送机来控制同一台接收机,后者可以指 示前二者转子偏转角的和或者差。这种情况下就要使用差动自整角机。 它主要有三种类型:控制式差动发送机,力矩式差动发送机和力矩式差 动接收机 一、 差动自整角机的结构 差动自整角机皆为隐极式结构,与绕线式异步电动机相似。在定、转子 铁心的槽中放置两极、三相分布绕组,并结成星形。转子绕组通过三组 滑环和电刷引出。 二、 差动自整角机的运行原理 系统1: 当要求自整角接收机所指示的角度为两个已知转角之和或差时,可以在 两台力矩式自整角发送机之间接入一台力矩式差动接收机,如图3-18。
sm
相同型号成对的自整角机中,因 采用同一励磁电源,所以直轴磁 通 d 相同。又合成磁势交轴分 量 F1q 和 F2 q,它们大小相等方 向相反。因此可知,这时发送机 和接收机的静态整步转矩大小相 等方向相反。在整步转矩的作用 下,失调角逐渐减小,直至协调 位置。
22
华中科技大学电机教研室
4-4 力矩式自整角机的主要技术指标
24
华中科技大学电机教研室
2. 控制式自整角机的运行性能 其工作原理图如图3-15,控制式自整角发送机的励磁绕组由单相交流 电源励磁,其三相整步绕组和自整角变压器的整步绕组对应相接。 而自整角变压器的输出常接至 放大器的输入端,放大器的输 出再接伺服电机的控制绕组。 这样,由伺服电机驱动负载转 动,并同时通过减速器带动自 整角变压器转子构成机械反馈 连接。 下面进一步对自整角机系统整步 绕组回路的电势,电流及自整角 变压器的合成磁势和输出电势进 行分析。
由以上分析可知:
1. 发送机和接收机中的直轴磁势分量,交轴磁势分量和合成磁势大小, 与发送机和接收机位置角无关,仅为失调角 的函数。

自整角机结构原理PPT课件

自整角机结构原理PPT课件

小 功
单相交流电源上,称为自整角发送机,用ZKF表示。

另一台用来接收转角信号并将转角信号转换成励磁绕


组中的感应电动势输出,称之为自整角接收机,用


ZKJ表示。两台自整角机定子中的整步绕组均接成星

形,三对相序相同的相绕组分别接成回路。
电机与拖动

θ2

θ1
接收机 J



发送机 F

a
a
和 小

角自动跟踪的目的。
E2 k( ) k
1—交流伺服电动机;2—放大器; 3—减速器;4—自整角接收机; 5—刻度盘;6—自整角发送机
雷达高低角自动 显示系统原理图
电机与拖动
四、控制式自整角机的应用

只要系统的功率足够大,接
整 收机上便可带动火炮一类阻力矩

电 很大的负载。发送机和接收机之

率 之间的相对位置。当整步绕组中的某一相绕组轴线与励磁

步 绕组轴线重合时,该相绕组中的感应电动势为最大值EFm,用
电 动
表示电动势的最大值。

电机与拖动
设发送机整步绕组中的A相绕组轴线与其对

应的励磁绕组轴线的夹F角为 ,接收机整步绕组中的A


相绕组轴线与其对应的励磁绕组轴线的夹J 角为 ,如

电 机
E0 E0m cos 90 E0m sin
和 小
由于接收机转子不能转动 J,即
是恒定的。

控制式自整角机的输出电动势的大小反映了发送机转子


的偏转角度,输出电动势的极性反映了发送机转子的偏

力矩式自整角机工作原理及应用

力矩式自整角机工作原理及应用
图 5 - 28 整步转矩与失调角的关系
图 5 - 29为测量水塔内水位
5.6 自整角机的选用和技术数据
在自动控制系统中, 如果遇到要求能够“自动跟随”(或同步随动)、 远距离测量、 伺服机构的远距离控制等情况时, 理所当然应选用自整角机。 在选择自整角机时, 必然牵扯到自整角机本身的技术数据以及在选用中应注意的一些问题, 以下分别介绍。
4.空载电流和空载功率 空载电流和空载功率是指副边空载时, 励磁绕组的电流和消耗的功率。 例如“36ZKF01”的空载电流为92 mA; 空载功率不大于2 W。 5.开路输入阻抗 它是指副边开路, 从原边(即励磁端)看进去的等效阻抗。 对于发送机和接收机是指定子绕组开路, 从励磁绕组两端看进去的阻抗; 对于ZKB是指输出绕组开路, 从定子绕组两端看进去的阻抗。 例如“36ZKF01”的开路输入阻抗为1.25 kΩ。
图 5 - 25 火炮相对于罗盘方位角的控制原理图
5.5 力矩式自整角机的运行
5.5.1 力矩式自整角机的工作原理 ZLF-ZLJ的工作原理如图 5 - 26 所示。 图中这一对力矩式自整角机的结构参数、 尺寸等完全一样。 我们假定图 5 - 26中ZLF的转子励磁绕组轴线位置, 是当两机加励磁后, 由原来与ZLJ转子轴线相同的位置人为地逆时针方向旋转δ角的位置, 当忽略磁路饱和时, 我们可分别讨论ZLF和ZLJ单独励磁的作用, 然后进行迭加。
图 5 - 22 随动系统中的ZKF-ZKB
图 5 - 3 雷达俯仰角自动显示系统原理图
5.4 带有“ZKC”的控制式自整角机
自整角机除了作成对(ZKF和ZKB)运行外, 还可在ZKF和ZKB之间再接入控制式差动发送机即ZKC作控制式运行。 其目的是用来传递两个发送轴的角度和或角度差。

自整角机

自整角机
第七章 自整角机
第5章 自整角机
5.1 自整角机的类型和用途 5.2 自整角机的基本结构 5.3 控制式自整角机的工作原理 5.5 力矩式自整角机的运行 5.6 自整角机的选用和技术数据 思考题与习题
第七章 自整角机
5.1 自整角机的类型和用途
自整角机属于自动控制系统中的测位用微特电机。 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
式中,E2max为ZKB输出绕组感应电势的最大值,由于励磁 电压Uf一般为固定值, E2max为一常数。
第七章 自整角机
协调位置: 随动系统常用到协调位置这一术语。 规定输出电势E2为零时的转子绕组轴线为控制式自 整角机的协调位置。即图5-20中落后ZKB定子合成磁场 B / 90o的位置为协调位置(用 X t 相量表示)。
第七章 自整角机
以上所分析的内容就是控制式自整角机的工作原 理。 简单归纳如下: (1) ZKF的转子绕组产生的励磁磁场是一个脉振磁 场, 它在发送机定子绕组中感应变压器电势。 定子各 相电势时间上同相位, 其有效值与定、 转子间的相对 位置有关。 (2) ZKF定子合成磁场的轴线与转子励磁磁场的轴 线重合, 但方向恰好相反。 (3) ZKF和ZKB的定子三相绕组对应联接, 两机定子 绕组的相电流大小相等、 方向相反, 因而两机定子合 成磁场相对自己定子绕组位置的方向也应相反。
D′2, D′3对应联接, 被称为同步绕组或整步绕组。
记住
第七章 自整角机
记住 ZKF的转子绕组Z1, Z2端接交流电压Uf 产生励磁 磁通密度, 故称之为励磁绕组; ZKB的转子绕组 通过Z′1, Z′2端输出感应电势E0, 故被称之为输出绕
组。
为便于分析起见, ZKF的转子单相绕组(励磁

电机及电力拖动第14章自整角机课件

电机及电力拖动第14章自整角机课件

2 2
sin 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
EF3
EJ
3
Em[(cos(1
120
)
cos(2
120 )]
2Em
sin(1
2 2
120
)
sin
1
2 2
2Em
sin(1
2 2
当发送机转子从起始位置逆时针方向偏转θ1时,三相整 步绕组的电动势应为
EF1 Em cos1
EF 2 Em cos(1 120)
EF 3 Em cos(1 120) Em整步绕组最大相电动势有效值
发送机
接收机
磁 动 量势 图空 间 相
同理可写出接收机整步绕组电动势为
EJ1 Em cos2
EJ 2 Em cos(2 120 )
根据电机理论可知,由励磁磁动势产生的直轴磁通φd和直 轴磁动势之间不会产生转矩;而直轴磁通φd和交轴磁动势相 互作用则将产生电磁转矩,如图所示。








发送机
接收机
意 图
通过以上分析可知,对力矩式自整角机,整步转矩T系由 交轴磁动势Fq与直轴磁通φd的相互作用所产生。
在相同型号成对工作的力矩式自整角发送机和接收机中, 因采用同一励磁电源,所以直轴磁通φd相同;又合成磁动势 的交轴分量FFq和FJq大小相等方向相反,由此可知,这时发送 机和接收机中的整步转矩大小相等而方向相反。

电机学chap09自整角机课件

电机学chap09自整角机课件

9.自整角机
➢自整角机指示式运行精度
✓指示式运行的精度取决于发 送机和接收机的精度。
✓同步绕组电动势和位置角的
理论关系曲线如图9-5所示,
理论和实际之间的差值称为
电气不对称度,由它来标志
发送机的精度。
9-5 同步绕组输出电动势和位置 角间关系曲线
9.自整角机
➢ 自整角机指示式运行精度(续)
✓ 检测六点法:取实测电动势E12、 E23与E31为零的实际位置 角,与理论位置角的角度差为误差角。以其中正负最大误 差角的绝对值的算术平均值为衡量发送机精度的电气不对 称度,其单位是“度”。
E cos(θ
S
T
120
);E
R3
E cos(θ
S
R
120
)
EST ESR ES 式中诸电动势在时间上是同相
9.自整角机
• 写出同步绕组回路电压方程,求出均衡电流,列出各同步
绕组的磁动势并将其分解为d、q轴分量,最后合成d、q轴
磁动势如下:
FTd
3 4
Fm (1 cos θ)
FTq
3 4
9-1单相同步联系装置电路图
9.自整角机
➢单相同步联系装置工作原理
T为发送机T位置角,R为接受机R位置角。= T - R 为失调角。=0 ,T和R的转子处于协调位置或一致位置
T与R位置角不一致时,与其对应的绕组感应电动势相位 相等,幅值不等,绕组回路产生平衡电流,产生整步转矩 。
力矩使R位置角发生变化,直到T与R位置角一致时,感应 电动势相位对应相等,平衡电流与电磁转矩同时消失。
9.自整角机
➢自整角机概述
自整角机的功能主要是实现角度跟踪。通过电的 联系,使机械上不相连接的多根转轴能够自动地 保持相同的转角变化,或者同步旋转。这种系统 亦称为同步联系装置。许多物理量常可转换为转 角或转速,所以这种传递转角或转速的同步联系 装置就得到了广泛的应用。

c3自整角机56页PPT

c3自整角机56页PPT
自整角机作用:角度的传输、转换和指 示,在各种控制系统中,尤其是在遥远指 示装置和随动系统中得到广泛应用。
4
3-1 概述
特点:在自动控制系统中通常是两台或多 台自整角机组合使用,其作用是通过两台或多 台电动机在电路上的联系使机械上互不相联的 两根或多根转轴能够自动地保持相同的转角变 化或同步的旋转变化。
其中:产生控制信号的自整角机→发送机, 接收、执行控制信号自整角机→接收机。
5
3-1 概述
自整角机分类:
单相自整角机
按其供电电源相数
三相自整角机
三相自整角机多用于功率较大的系统中,又称 为功率自整角机,其结构型式与三相绕线式异 步电动机相同,一般不属于控制电动机之列。
本节只讨论单相自整角机。
6
3-1 概述
3.整步绕组的磁动势:
同理,可求出接收机的整步 磁动势:与发送机的大小相等, 方向相反.
3.整步绕组的磁动势:
发送机的直轴磁动势分量为:
19
力矩式自整角机的运行性能
3.整步绕组的磁动势:
合成磁动势的幅值为:F1
Fq2Fd2
3Fsin
22
合—成合磁成动磁势动的势相与位交角轴α磁1 动势的夹1角arctanF Fdq 1sicnos2
20
力矩式自整角机的运行性能
结构:由定子、转子两部分组成。
定子铁心槽内放置对称三相绕组,
称为整步绕组,接成星形。
转子上放置两极的单相绕组,用
于励磁,称为励磁绕组,励磁绕 组与单相交流电源相连接。
力矩式自整角机通常采用两极电
动机。
1)转子凸极式 2)定子凸极式
3)隐极式
10
力矩式自整角机的运行性能
左边的一台作为发送;右边

第3章 自整角机

第3章 自整角机
图3.8 定子磁场的分解与合成
x轴方向和y轴方向的总磁势的瞬时值
f FX ( FF 1 X FF 2 X FF 3 X ) sin t Fm [cos 2 1 cos 2 (1 120) cos 2 (1 120)] sin t f Fy 3 Fm sin t 2 ( FF 1 y FF 2 y FF 3 y ) sin t Fm [cos 1 sin 1 cos(1 120) cos1 120
3.3.1.1 整步绕组的电势、电流
发送机定子绕组感应电势
E F 1 E m cos 1 E F 2 E m cos(1 120) E F 3 E m cos(1 120)
接收机定子绕组感应电势
E J 1 E m cos 2 E J 2 E m cos( 2 120) E J 3 E m cos( 2 120)
I —— 相电流的最大有效值,I= Em / 2Z;
3.3.1.2 磁势
每相的磁势幅值分别为
FJ 1 F (cos 1 cos 2 ) FJ 2 F [cos(1 120) cos( 2 120)] FJ 3 F [cos(1 120) cos( 2 120)]
在x轴(d轴)及y轴(q轴)上的分量合成分别为
FJx FJ 1 cos 2 FJ 2 cos( 2 120) FJ 3 cos( 2 120) FJy FJ 1 sin 2 FJ 2 sin( 2 120) FJ 3 sin( 2 120)
3.2 控制式自整角机
在随动系统中广泛采用了由伺服机构和控制式自整 角机组合的结构
• 控制式自整角机的工作原理 • 带有差动发送机的控制式自整角机的工 作原理

控制电机第六章 自整角机幻灯片PPT

控制电机第六章 自整角机幻灯片PPT

3 控制式自整角机的工作原理
接线:两机三相整步绕组对应相连,发送机励磁绕组 连接交流电压产生励磁磁通密度〔励磁绕组〕,接收 机转子绕组输出感应电动势,为输出绕组。
接交流电源
作为输出绕组
发送机
接收机
三相整步绕组对应相连
1 2
1.转子励磁绕组产生的脉振磁场
✓交流电机的共性:单相绕组通有单相交流电流在电 机内部产生脉振磁场。
在ZKF定子绕组中感应变压器电势,定子各相电势时
间上同相位,其有效值与定、转子间的相对位置有关

〔2〕ZKF定子合成磁场的轴线与转子磁场的轴线重
合,但方向相反。
〔3〕ZKF和ZKB的定子三相绕组对应联结,两机定
子绕组的相电流大小相等,方向相反,因而两机定子
相对定子绕组位置的方向也应相E2反。E2masxin
4.转子输出绕组的电势
ZKF中,转子转过 1,在D1绕组产生电势为 E1Ecos1
,ZKB合成磁场在转子输出绕组中感应的变压器有效值:
E2E2macx os
E 2 max为ZKB输出绕组感应电动势有效值到达最大值时的值,即 输出绕组轴线与定子磁场轴线重合的电势大小,为常数。
2 1合成磁场轴线与输出绕组轴线空间夹角。
2 自整角机的根本构造
自整角机构造与一般旋转电机相似。由定子和转子两大局 部组成。
铁心
定子

绕组
三相
整 角
隐极式

铁心
转子
凸极式
绕组
一相〔力矩式和控制式〕 三相〔差动式〕
图 5 - 7 隐极式自整角机的定子和转子
自整角机的定子铁芯嵌有三相排列规律一样的绕组, 每相绕组匝数相等,线径和绕组形式均一样,三相空 间位置依次落后120度,称为三相对称绕组或整步绕组 ,也叫同步绕组,联结为星形接法。

chap05_自整角机

chap05_自整角机

5.自整角机
1 2 sin Ea E2 A E1 A 2 E sin 2 2 1 2 120 sin Eb E2 B E1B 2 E sin 2 2 1 2 120 sin Ec E2C E1C 2 E sin 2 2
每相电流
E1a E Ia cos 1 I cos 1 2Z 2Z E2 b Ib I cos1 120 2Z E2 c Ic I cos1 120 2Z
5.自整角机
自整角变压器整步绕组磁势 4 4 F2 a 2I aWk w 2IWk w cos 1 F mcos 1 4 F2 b 2I bWk w Fm cos1 120 4 F2 c 2I cWk w Fm cos1 120 合成磁势幅值 合成磁动势位置
5.自整角机
发送机整步绕组磁势 4 4 1 2 F1a 2I aWk w 2IWk w sin sin 2 2 4 4 1 2 F1b 2I bWk w 2IWk w sin 120 sin 2 2 4 4 1 2 F1c 2I cWk w 2IWk w sin 120 sin 2 2
5.自整角机
A
T
A Ff
2
q-axis
1
F2
T
C F1 B
R
C
90
负载 d-axis 减速器 Motor
B
相敏整流
放大器
控制式自整角机(转子预转90度)
5.自整角机
此时的输出电压

特种电机与控制第四章 自整角机

特种电机与控制第四章 自整角机

第四节 控制式自整角机的结构和运行性能
自整角变压器的比电压是指它与发送机处于协调位置附近且失调 角为1°时的输出电压,其单位为V/(°)。 4.输出相位移φ 它是指控制式自整角机系统中,自整角变压器输出电压的基波分 量与励磁电压的基波分量之间的时间相位差,以角度表示。
四、多台自整角变压器的并联使用
在实际应用中,经常需要将同一转角信号分别传输到几个不同的 地点,于是就需要用几台接收机同时接到一台发送机上。
第二节 力矩式自整角机的结构和运行性能
1)比整步转矩的降低。 2)接收机指示误差的增大使精度降低。 3)自整角发送机的温升增高。 4)自整角机整步绕组之间引起环流等。 经分析,当几台和发送机同型号的接收机并联工作时,每台接收机 的比整步转矩将减小到成对工作时的2/(n+1)倍。
(2)利用半导体二极管的非线性进行通道切换 此为一种无接触 点式的切的方式,如图4-14所示。
在图4-14中,精机通道电路中的电阻R2值选取得远大于电阻R1。
第四节 控制式自整角机的结构和运行性能
1)可以降低从发送机取用的励磁电流,有利于多台自整角变压器 与发送机并联工作。 2)由于电机的气隙均匀,在运行时整步绕组的合成磁动势在空间 任一位置都有相同的磁导,可以避免由于磁通波形发生畸变而影 响输出绕组的电动势。 3)又因电机的气隙磁导均匀无磁阻转矩(反应转矩),从而消除了 失调角存在时自整角变压器的转子自动跟随发送机转子保持协调 位置的任何趋势。 自整角变压器工作时,输出绕组必须接有高阻抗负载,以避免输出 绕组的电枢反应磁动势引起输出电动势的变化。
第二节 力矩式自整角机的结构和运行性能
一、力矩式自整角机的结构
力矩式自整角机(包括发送机和接收机)大都采用两极凸极式结构, 只有在频率较高而尺寸又较大的力矩式自整角机中才采用隐极式 结构。 1)三相整步绕组采用分布短矩绕组或同心式不等匝绕组。 2)适当地选定凸极转子极弧长,以使气隙磁通密度的分布接近正 弦波形。 3)选取较低的磁通密度。 4)定子铁心扭斜一个定和运行性能

力矩式自整角机工作原理及应用

力矩式自整角机工作原理及应用

组轴线位置, 是当两机加励磁后, 由原来与
ZLJ转子轴线相同的位置人为地逆时针方向
旋转δ角的位置, 当忽略磁路饱和时, 我们可
分别讨论ZLF和ZLJ单独励磁的作用, 然后进
行迭加。
图 5 - 26 力矩式自整角机的工作原理图
图 5 – 27 载流线圈在合成磁场中所受到的力矩
• 5.5.2 力矩式自整角机的失调角和协调 位置
感应变压器电势。 定子各相电势时间上
同相位, 其有效值与定、 转子间的相对位 置有关。

(2) ZKF定子合成磁场的轴线与转子
励磁磁场的轴线重合, 但方向恰好相反。

(3) ZKF和ZKB的定子三相绕组对应

(4) ZKB的输出电势的有效值
E2=E2max sinγ, 其中γ叫失调角。 失调角 γ=90°-δ,γ角 是实际ZKB转子绕组轴线X(t 从 Z2′到Z1′方向)偏移(超前)协调位置( 方 向)的角度(取正号)(图 5 - 20 所示)。 协调
图 5 - 29为测量水塔内水位
5.6 自整角机的选用和技术数据

在自动控制系统中, 如果遇到要求能
够“自动跟随”(或同步随动)、 远距离测量、
伺服机构的远距离控制等情况时, 理所当然
应选用自整角机。 在选择自整角机时, 必然
牵扯到自整角机本身的技术数据以及在选
用中应注意的一些问题, 以下分别介绍。

力 矩 式 自 整 角 机 的 接 收 机 ZLJ 转 子
在失调时能产生转矩T来促使转子和发送
机ZLF转子协调, 这个转矩是由电磁作用产
生的, 我们称之为整步转矩。 由于磁密
Bq=B sinδ起了关键作用, 故整步转矩与 sinδ成正比, 即
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制式运行。 其目的是用来传递两个发送轴的角度 和或角度差。
图 5 - 24 ZKF-ZKC-ZKB的工作原理
此磁场作为ZKB的励磁磁场, 它与输出绕组轴线的夹角
为90°-(θ1-θ2), 因此, 输出电势为 E2=E2max cos[90°-(θ1-θ2)]
=E2max sin(θ1-θ2)
(5 - 14)
型号, 根据型号就可大体了解这台电机的运行方式和尺 寸大小。 例如:
某一自整角机型号为“36ZKF01” 另一自整角机型号为“28ZKB02” 再一自整角机型号为“70ZLJ01”。
2.励磁电压
它是加在励磁绕组上的电压。 对于ZKF、 ZLF、 ZLJ而言, 励磁绕组就是转子绕组; 而对于ZKB, 励磁绕 组是相当于这里的定子绕组, 则励磁电压是指加在定子 绕组上的最大线电压, 其数值与所对接的ZKF定子绕组 的最大线电压一致, 例如“36ZKF01”的励磁电压为115 V。
零的位置。 在失调角比较小时, U 2=U 2max γ, 这里γ的 单位取弧度(rad)。
图 5 - 22 随动系统中的ZKF-ZKB
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问的,可以询问和交流
图 5 - 3 雷达俯仰角自动显示系统原理图
5.4 带有“ZKC”的控制式自整角机
自整角机除了作成对(ZKF和ZKB)运行外, 还可在 ZKF和ZKB之间再接入控制式差动发送机即ZKC作控
力矩式自整角机工作原理及应用
图 5 - 16 定子绕组中的电流
图 5 - 18 定子磁场的合成和分解
图 5 - 19 控制式自整角发送机、 变压器的定子合成磁场
以上所分析的内容就是控制式自整角机的工作原理。 简单归纳如下:
(1) ZKF的转子绕组产生的励磁磁场是一个脉振磁场, 它在发送机定子绕组中感应变压器电势。 定子各相电 势时间上同相位, 其有效值与定、 转子间的相对位置有 关。
5.6.1 自整角机的型号和技术数据 1.型号 选择某自整角机时, 一定要注意到该电机铭牌上的
型号, 根据型号就可大体了解这台电机的运行方式和尺 寸大小。 例如:
某一自整角机型号为“36ZKF01” 另一自整角机型号为“28ZKB02” 再一自整角机型号为“70ZLJ01”。
5.6.1 自整角机的型号和技术数据 1.型号 选择某自整角机时, 一定要注意到该电机铭牌上的
3. 最大输出电压
它是指额定励磁时自整角机副边的最大线电压。 例如“36ZKF01”的最大输出电压为90 V。 对于发送机 和接收机均指定子绕组的最大线电势; 对于ZKB, 则指 转子输出绕组的最大电势, 此时它的定子绕组连接如图 5 - 32或图 5 - 33所示。
4.空载电流和Biblioteka 载功率空载电流和空载功率是指副边空载时, 励磁绕组的 电流和消耗的功率。 例如“36ZKF01”的空载电流为92 mA; 空载功率不大于2 W。
(2) ZKF定子合成磁场的轴线与转子励磁磁场的轴 线重合, 但方向恰好相反。
(3) ZKF和ZKB的定子三相绕组对应联接, 两机定子 绕组的相电流大小相等、 方向相反,因而两机定子合成 磁场相对自己定子绕组位置的方向也应相反。
(4) ZKB的输出电势的有效值E2=E2max sinγ, 其中γ叫 失调角。 失调角γ=90°-δ,γ角 是实际ZKB转子绕组轴 线(从Z2′到Z1′方向)偏移(超前)协调位置( 方向)的X t 角 度(取正号)(图 5 - 20 所示)。 协调位置为输出电势等于
图 5 - 26 力矩式自整角机的工作原理图
图 5 – 27 载流线圈在合成磁场中所受到的力矩
5.5.2 力矩式自整角机的失调角和协调位置
力矩式自整角机的接收机ZLJ转子在失调时能产生 转矩T来促使转子和发送机ZLF转子协调, 这个转矩是 由电磁作用产生的, 我们称之为整步转矩。 由于磁密 Bq=B sinδ起了关键作用, 故整步转矩与sinδ成正比, 即
图 5 - 25 火炮相对于罗盘方位角的控制原理图
5.5 力矩式自整角机的运行
5.5.1 力矩式自整角机的工作原理 ZLF-ZLJ的工作原理如图 5 - 26 所示。 图中这一
对力矩式自整角机的结构参数、 尺寸等完全一样。 我们假定图 5 - 26中ZLF的转子励磁绕组轴线位置,
是当两机加励磁后, 由原来与ZLJ转子轴线相同的位置 人为地逆时针方向旋转δ角的位置, 当忽略磁路饱和时, 我们可分别讨论ZLF和ZLJ单独励磁的作用, 然后进行 迭加。
T=KB sinδ
(5 - 15)
图 5 - 28 整步转矩与失调角的关系
图 5 - 29为测量水塔内水位
5.6 自整角机的选用和技术数据
在自动控制系统中, 如果遇到要求能够“自动跟 随”(或同步随动)、 远距离测量、 伺服机构的远距离 控制等情况时, 理所当然应选用自整角机。 在选择自整 角机时, 必然牵扯到自整角机本身的技术数据以及在选 用中应注意的一些问题, 以下分别介绍。
5.开路输入阻抗
它是指副边开路, 从原边(即励磁端)看进去的等效 阻抗。 对于发送机和接收机是指定子绕组开路, 从励磁 绕组两端看进去的阻抗; 对于ZKB是指输出绕组开路, 从定子绕组两端看进去的阻抗。 例如“36ZKF01”的开 路输入阻抗为1.25 kΩ。
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