2.4控制电机及其在船舶上的应用

2）、控制方法：
直流伺服电动机的特点：∵电阻大，∴机 械特性软。与交流比较，特性是线性的。 交流与直流伺服电动机的特点： 交流：—— 非线性（由控制解决）； 反应灵敏；体小；便宜；用广。 直流：—— 线性；滑动接触；火花 干扰；惯性大；体大；相对价高。 伺服电机特点：⑴. 反应迅速；⑵. 精度高。
应用：舵角指示器电路
用途: 置于驾驶台和舵机房，用来监视舵叶角度。 原理: 与舵柱机械相连的力矩式自整角机发送机转子、随 舵叶偏转，安装在驾
电车钟电路
原理： a．两套（四台）力矩式自整角机励磁绕组共同 接交流电源；一套驾驶台传令钟手柄与驾驶台 发送机转子机械相连，机舱传令钟指针由机舱 接收机转子带动同步偏转；另一套机舱回令手 柄与机舱发送机转子机械相连，驾驶台回令指 针由驾驶台接收机转子带动同步偏转 。 b．驾驶台传令钟手柄扳到所需转速，在整步力 矩作用下，机舱传令钟指针同步偏转；机舱回 令手柄扳到传令钟指针所指位置，驾驶台回令 指针同步偏转。
分类：控制式、力矩式。
结构特点：定子、转子两大部分
转子铁芯嵌放一套三相绕 组，空间差１２０°（Y） 称整步绕组
定子为磁极，绕组单相励 磁绕组，接单相电源，产 生脉动磁场。 接线形式：发送机和接收 机的三相整步绕组按对应 端相互连接。
１、力矩式自整角机
功能：在自整角机同 步传递系统中，当发 送机的转子转过某一 角度时，接收机将自 动跟随转过相同的角 度。
一、伺服电动机
伺服电动机定义： 伺服：—— 跟随（执行用），输出信号跟 随控制输入信号。也叫执行电动机。 作用：将电信号（信号电压的幅值及相位）变 成机械位移电机输出转矩的大小及转速的方 向 伺服电动机有交流、直流两种。
控制绕组
内定子
励磁绕组
外定子
转子
纵 横 剖 面 图
系 统 的 组 成
１、交流伺服电动机 ①结构 与分相式单相异步电动机相似 定子：装有空间互差90°的励磁绕组和控制绕组 转子：细长的鼠笼式（输出力矩大，主要使用） 杯形式（为减少转动惯量）
2、控制式自整角机
①结构特点（见下图） 左边发送机转子单相绕组接交流电作励磁转动； 右边接收机转子单相绕组感应输出电压（转角/电压） （因其为变压器状态、系统又叫自整角变压器）。
②原理 a．发送机转子轴线与定子D1相绕组轴线出现 偏转角θ ；接收机转子轴线与定子D1＇相绕组 轴线为垂直位置，偏转角为θ ＇。 b．发送机励磁绕组通电产生脉动磁场Φ ，定 子三相绕组分别产生感应电势和感应电流（关 系式见书略） c．三相电流通过接收机定子三相绕组分别产 生脉动磁场，分别在输出绕组感应出同相大小 不同的电势，输出电压为三相电势之和（关系 式见书略）。 d．输出电压的大小U2=U2max sinδ 、决定于失 调角δ =θ -θ ＇
直流测速发电机（了解）
①结构：与普通小型直流发电机相同（分他励和永磁） ②原理：与普通发电机相同
2、测速发电机的应用
例：电动转速表
船舶上用来测量主机（或尾轴）转速的电动转速表
转速指示仪表
传动机构
主机轴系
可调电阻 测速发电机
三、自整角机及其应用(用于车钟和舵角指示器)
作用：同步传递转角和转速，即利用电的联接、 使两个或多个不相联接的轴同步偏转。 在应用中，自整角机总是成对使用：一个作为 发送机，一个作为接收机。
3、伺服电机的控制 1.电枢控制（主要）；2.磁极控制（少用）。
二、测速发Baidu Nhomakorabea机及其应用
作用：将旋转机械（主机）的转速信号转换为电 压信号，且输出的信号电压与被测的转速成 正比。 交流测速发电机 直流测速发电机
１、交流测速发电机 ①结构：与交流伺服电动机相似 定子中有两个绕组：励磁绕组；输出绕组。空间差90° 转子：鼠笼或杯形（多用） 励磁绕组 输出绕组
第四节 控制电机及其在船舶上的应用
教学要求： 了解执行电动机、测速发电机、自整角机的结构、 原理、分类和应用场合。能说明电动转速表、舵角指 示器、电车钟的组成原理。 重点：交流伺服电动机和控制式测速发电机结构、 原理和用途。 难点：伺服电动机、测速发电机和自整角机的原 理。 2.4.1伺服电动机 2.4.2测速发电机及应用 2.4.3自整角机及舵角指示器、电车钟
②原理：励磁绕组产生脉动磁
场，伺服电动机的转速和方向 由控制绕组电压决定。 励磁绕组
控制绕组
２、直流伺服电动机
（船上用于油门开度控制）
1）结构： 与普通小型直流电动机相同 励磁方式一般采用他励或用永久性磁铁做磁极。 原理：与普通直流电动机相同所不同的是电枢电阻大，机械 特性软、线性（电阻大，可弱磁起动、可直接起动）。 控制绕组 励磁绕组 控制电流
②原理：
转子静止： 励磁绕组产生的磁通在转子绕组上感应电势，产生电 流。转子磁势不与输出绕组交链，所以，输出绕组不感应电势， 即：输出电压为零，U2=0。 转子转动：转子绕组不仅有（静止感应）的变压器电势，还存在 （切割产生）的电动机电势，电动机电势产生电流和磁势与定子 的输出绕组交链，使输出U2∝n ； 转子反转：电动机电势相位变反，输出绕组感应的电压，U2相 位也变反。 即 输出电压反应转速。