船舶电气基础——控制电机

特点：将机械转速转换
为电压信号 用途：测量和调节转速；
I1
+
将自动控制系统输出 电压反馈到电子放大
U1
励磁 绕组
Φ1
器速的 。输入端船以舶稳电定气基转础——控制电–机
一．交流测速发电机
输出
1．结构：
绕组
同杯形伺服电动 机，两个绕组：一个 作励磁、一个作输出。
+ U2 –
2．原理：
励磁绕组通电产生脉动磁场 U1≈4.44f1N1Φ1
I2
+
+
U2=E-I2Ra=KEΦn -（U2/R L）Ra
U1
–
E TG – Ra
U2
–
RL
U2=KEΦn U2=k n
/（船1舶+R电a/气R基L础）—他—励控式制直电流机测速发电机接线图
§10-3自整角机
用途：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。 基本结构：互差120°、接成星形的三相对称绕组和 单相绕组分别接在转子和定子上或相反。成对分别 构成发送机和接收机。 分类：控制式、力矩式。
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，分别在输船舶出电绕气组基感础应—出—控同制相电大机小不同的电势， 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＇
2．原理 励磁绕组电压U1（串电容分相）和控制绕组电压
U2通电产生旋转磁场，旋转磁场的强弱和方向由控 制绕组电压决定，进而决定电动机转速（见上图） 和转向。
3．特点 a 控制绕组电压为零 即 U2=0
电动机立即停船转舶（电不气同基于础—单—相控电制动电机机）； b 电源电压U固定，控制电压U2大/小,电动机转快
§10-1伺服电动机
特点：该电动机能根据信号电压的大小和极性或 相位，改变其转速和转向,或将电压信号转换为机械 转角或转速。 一．交流伺服电动机 1．属结两构相异步船电舶动电机气基础——控制电机 定子：பைடு நூலகம்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）
I1 +UC–
+
+
控制信号
检
+
U
测 元
–
件
U
U1
放
–
I2
– 励磁绕组
1
U1
1
大 + U2 –
器船控舶制电绕气组基础——控制电机
I1
U UC
(a）接线图
(b) 相量图
交流伺服电动机的接线图和相量图
励磁绕组串联电容C , 是为了产生两相旋转磁场。 适当选择电容的大小，可使通入两个绕组的电流
相位差接近90,从而产生所需的旋转磁场。
二．力 矩式自 整角机
船舶电气基础——控制电机
1．结构特点发送机和接收机转子单相绕组都接交 流电作励磁，接收机转子带负载。用电的方式远 距离同步传送机械转角。（转角/转角）
2．原理
a.发送机转子和接收机转子相对各自定子位置相同， 各转子绕组励磁电流产生脉动磁场，在两对定子三 相绕组产生感应电势平衡抵消，三相绕组无电流。
b．发送机转子转动θ、产生失调角δ=θ-θ’ ， 发衡抵送消机、和产接生收船电机舶流定电，子气基该三础电相—流绕—与组控接产制收生电机机感转应子电磁势场不作能用平、 产生转矩，使接收机转子转动、失调角δ减少到零， 实现转角随动。
c．发送机转子也受转矩作用，因与主令轴联接不能 随动。
三．舵角指示器（补）
Φ1∝U1； 转子转动切割脉动磁场产生感应电势E r和感应电
流I转r；子电流Ir产船舶生电磁气通基Φ础r—，—方控向制与电机输出绕组轴线一
致； 输出绕组感应电势U2∝Φr∝Ir∝Φ1n∝U1n，当U
一定 U2=kn。 即 输出电压反应转速。
二．直流测速发电机
分永磁式和他励式
I1
他励结构同直流伺服电动机 +
第十章 控制电机
教学目的：使学生掌握伺服电动机、测速发电机 和自整角机的种类、结构、原理和用途。
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。
计划课时：5节左右。 作业：练习与思考。
§10-1 伺服电动机
§10-2 测速发电机
§10-3自整角机
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。
/慢.
c U2反相转子反转
因转子电阻大，单相运行正反向合成转矩与转向 相反。
转子电阻大扩大了调速范围、提高了起动转矩， 但特性软。
二．直流伺服电动机（船上用 于油门开度控制）
船舶电气基础——控制电机
同直流电动机，但转子细长，励磁 （也有永磁式）和电枢分别供电，采用 电枢控制。 三．略
§10-2测速发电机
一．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）。
船舶电气基础——控制电机
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＇。
1．电路
船舶电气基础——控制电机
2．用途: 置于驾驶台和舵机房，用来监视舵叶角度。 3．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，安装在驾驶台和舵机房接收机 转子随动，带动舵角指示器指针偏转、指示舵叶偏 转角度。
四．电车钟（补）
1．电路
船舶电气基础——控制电机
2．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 带动同步偏转船舶。电气基础——控制电机
3．位置随动系统
发送机转子船转舶电动气θ基；础接—收—机控制输电出机电压经放大控制 伺服电机；伺服电机带动被控机械；被控机械（及 测发）又带动接收机转子跟随转动θ’ 、使失调角 δ减少到零。即接收机转子偏转角θ’跟随发送机转 子偏转角θ。测速发电机输出电压负反馈、加在放 大器输入端、稳定系统转速（见书图略）。