第02章-自整角機

1、-1-,,第二章 自整角機,,控制電機,,第一節(jié) 力矩式自整角機,第二節(jié) 控制式自整角機,第三節(jié) 差動式自整角機*,第四節(jié) 自整角機的選用,-2-,,自整角機是用于同步隨動系統(tǒng)中的一種特種電機，它通過電的方式在兩個或兩個以上無機械聯(lián)系的轉(zhuǎn)軸之間傳遞角位移或使之同步旋轉(zhuǎn)，因此也稱為“電軸”，在同步聯(lián)絡(luò)裝置和遙控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。自整角機主要由發(fā)送機和接收機兩部分組成，發(fā)送機負責轉(zhuǎn)角信號的發(fā)送，接收機負責轉(zhuǎn)角信號的接收或電壓信號

2、的輸出。,,第二章 自整角機,,-3-,,自整角機按其功能可分為力矩式自整角機和控制式自整角機。力矩式自整角機通常用于角度傳輸?shù)闹甘鞠到y(tǒng)，即同步傳遞角位移或同步旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，也就是小功率同步隨動系統(tǒng)。當發(fā)送機與接收機之間有失調(diào)角產(chǎn)生時，接收機轉(zhuǎn)子在整步轉(zhuǎn)矩的作用下旋轉(zhuǎn)，并減小失調(diào)角，直至失調(diào)角為零。由于力矩式自整角機為開環(huán)系統(tǒng)，無力矩放大作用，負載能力較低，適用于負載較輕及精度要求不高的遠距離隨動系統(tǒng)。,,第二章 自整角機,,-4-,,控制

3、式自整角機主要用于由自整角機和伺服電動機構(gòu)成的隨動系統(tǒng)，其接收機不直接帶負載，即不輸出力矩。當發(fā)送機與接收機之間有失調(diào)角產(chǎn)生時，接收機轉(zhuǎn)子將輸出一個與失調(diào)角成正弦函數(shù)關(guān)系的電壓，該電壓經(jīng)放大器放大后控制伺服電動機的轉(zhuǎn)動，伺服電動機又帶動接收機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使失調(diào)角減小，直至為零。這樣構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，其負載驅(qū)動能力取決于伺服電動機的容量，所以能帶動較大的負載，并且精度較高。,,第二章 自整角機,,-5-,,第一節(jié) 力矩式自整角機一、三相力

4、矩式自整角機,,,,,,,,,第二章 自整角機,-6-,,根據(jù)交流異步電動機的基本理論，發(fā)送機與接收機的電磁轉(zhuǎn)矩分別為,,,,,,,,第二章 自整角機,,（2-1）,,,,,,,,,,,,,-7-,,根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場和電磁轉(zhuǎn)矩的基本概念，當電磁轉(zhuǎn)矩為正時，其方向是使轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)動；而當電磁轉(zhuǎn)矩為負時，其方向是使轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場方向轉(zhuǎn)動。因此，TF 和TJ 都是傾向于使δ=0。 如果只有接收機的轉(zhuǎn)子可以自由轉(zhuǎn)動， 它將沿著旋轉(zhuǎn)磁場

5、的方向轉(zhuǎn)動，直至δ=0 。如果發(fā)送機的轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，則接收機的轉(zhuǎn)子也將以同樣的速度不停地旋轉(zhuǎn)。,,,,,,,,第二章 自整角機,-8-,,在圖2-1中，如果發(fā)送機的轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動δ角度，同理可知接收機的轉(zhuǎn)子也將逆著旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動δ角度。總之，不論發(fā)送機的轉(zhuǎn)子是順著磁場方向轉(zhuǎn)動還是逆著磁場方向轉(zhuǎn)動，接收機的轉(zhuǎn)子總是追隨發(fā)送機的轉(zhuǎn)子一起運動，兩者之間具有同步旋轉(zhuǎn)的能力。,,,,,,,,第二章 自整角機,-9-,,二、單相力矩式自整角機

6、,,,,,,,,,,第二章 自整角機,發(fā)送機與接收機的正向旋轉(zhuǎn)磁動勢F+組成一對三相自整角機，而發(fā)送機與接收機的反向旋轉(zhuǎn)磁動勢F-也組成一對三相自整角機。,-10-,,,,,,,,,,,三、整步轉(zhuǎn)矩的分析 為分析方便，先作如下假定： (1) 氣隙磁場按正弦規(guī)律分布，即不計空間高次諧波的影響。 (2) 磁路是線性的，即不計鐵心的磁飽和效應(yīng)。 (3) 不考慮整步繞組磁動勢對勵

7、磁繞組磁動勢的影響，即不計電樞反應(yīng)的影響。 這樣就可以忽略磁動勢和電動勢中的高次諧波，并應(yīng)用疊加原理和矢量運算進行分析。,第二章 自整角機,-11-,,,,,,,,,,,1. 整步繞組的電動勢和電流 當自整角機的勵磁繞組接通交流電源后，在發(fā)送機和接收機氣隙中都將產(chǎn)生脈振磁場，該脈振磁場在兩機整步繞組中感應(yīng)出在時間上同相位的電動勢，其有效值分別表示為,,,,第二章 自整角機,,,,整步繞組中一相感應(yīng)電動勢的最大有效

8、值,-12-,,,,,,,,由于發(fā)送機與接收機的整步繞組對應(yīng)連接，感應(yīng)電動勢的方向彼此相反，因此各相回路合成電動勢的有效值分別為,,,第二章 自整角機,,-13-,,,,,,,,設(shè)整步繞組每相的等效阻抗為Z，則各相回路電流的有效值分別為,,第二章 自整角機,,由上式可知，無論失調(diào)角δ為何值，三相整步繞組中的電流總和始終為零， 所以整步繞組間可以不接中線。,-14-,,,,,,,,2. 整步繞組的磁動勢 當整步繞組中有電流通過時

9、，將產(chǎn)生磁動勢。雖然整步繞組是三相對稱繞組，但通過的電流在時間上同相位，并非三相對稱電流，所以整步繞組的合成磁動勢應(yīng)該是空間的脈振磁動勢。,,第二章 自整角機,,-15-,,,,,,,,先分析發(fā)送機整步繞組的磁動勢，當不計高次諧波時，每相基波磁動勢的幅值為,,第二章 自整角機,,,,-16-,,,,,,,,為了求取合成磁動勢，可以將整步繞組的三個空間脈振磁動勢分解為直軸分量和交軸分量。,,第二章 自整角機,-17-,,,,,,,,各相脈

10、振磁動勢直軸分量之和（直軸磁動勢）為,,第二章 自整角機,,各相脈振磁動勢交軸分量之和（交軸磁動勢）為,,（2-7）,（2-8）,-18-,,,,,,,,所以，合成磁動勢為,,第二章 自整角機,,,,合成磁動勢與交軸間的夾角為,,（2-9）,（2-10）,-19-,,,,,,,,對于接收機整步繞組，由于其各相電流的大小與發(fā)送機整步繞組的相同，而方向相反，同理可得其直、交軸磁動勢,,第二章 自整角機,,,（2-11）,-20-,,,,,,

11、,,合成磁動勢為,,第二章 自整角機,,,,合成磁動勢與交軸間的夾角為,,,,（2-12）,（2-13）,-21-,,,,,,,,綜合以上分析可知： (1) 發(fā)送機和接收機整步繞組各自的直軸磁動勢、交軸磁動勢以及合成磁動勢的大小，與發(fā)送機和接收機的位置角無關(guān)，僅為失調(diào)角δ的函數(shù)。 (2) 發(fā)送機和接收機整步繞組的直軸磁動勢均為負值，說明直軸電樞反應(yīng)為去磁性質(zhì)。 一般失調(diào)角δ很小，直軸磁動勢也很小，其作用可以忽略不計。,

12、,第二章 自整角機,,-22-,,,,,,,,(3) 發(fā)送機和接收機整步繞組的直軸磁動勢大小相等，方向相同；而交軸磁動勢大小相等，方向相反。這樣，當發(fā)送機的合成磁動勢在空間轉(zhuǎn)過某一角度時，接收機的合成磁動勢將按反方向轉(zhuǎn)過同樣的角度。 (4) 當失調(diào)角δ很小時，發(fā)送機和接收機整步繞組的合成磁動勢基本上與交軸重合，所以嚴格說來， 式（2-5）中整步繞組的每相等效阻抗Z 應(yīng)該是交軸阻抗 Zq。,,第二章 自整角機,,-23-,,,,

13、,,,,3. 整步轉(zhuǎn)矩 根據(jù)前面整步繞組磁動勢的分析，發(fā)送機和接收機整步繞組的直、交軸電流分別為,,第二章 自整角機,,,,（2-14）,（2-15）,-24-,,直軸電流在交軸磁通的作用下將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，同樣交軸電流在直軸磁通的作用下也將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，根據(jù)左手定則可以判斷兩者的方向是一致的，所以力矩式自整角機發(fā)送機或接收機轉(zhuǎn)子上總的電磁整步轉(zhuǎn)矩為,,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,,（2-16）,,轉(zhuǎn)矩系數(shù),,,,δ很小

14、,,（2-17）,-25-,,直軸磁通和交軸磁動勢的相位關(guān)系如圖2-5所示，因此上式可以寫為,,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,,（2-18）,-26-,,因為整步繞組的直軸電流Id很小，可以認為直軸磁通完全由勵磁繞組所產(chǎn)生。若不計勵磁繞組的漏阻抗，應(yīng)有,,,,,,,,,第二章 自整角機,,由式（2-14）或式（2-15）可知，,,,,,（2-19）,（2-20）,（2-21）,-27-,,根據(jù)圖2-5所示的相位關(guān)系，,,,,,,

15、,,,第二章 自整角機,,考慮式（2-19）、式（2-21）和式（2-22）的關(guān)系，由式（2-18）可得,,（2-22）,（2-23）,-28-,,應(yīng)該注意，上述分析并未特指發(fā)送機或接收機。電磁整步轉(zhuǎn)矩主要由直軸磁通和交軸磁動勢相互作用而產(chǎn)生，直軸磁通由勵磁繞組確定，發(fā)送機和接收機的交軸磁動勢和大小相等而方向相反，所以它們的電磁整步轉(zhuǎn)矩也是大小相等，方向相反。 假如發(fā)送機的轉(zhuǎn)子在外力作用下，沿順時針方向轉(zhuǎn)過一個角度，那么

16、發(fā)送機的轉(zhuǎn)子將受到逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩作用，力圖使轉(zhuǎn)子保持原有位置；而接收機的轉(zhuǎn)子將受到順時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩作用，轉(zhuǎn)子順時針方向轉(zhuǎn)動，使失調(diào)角逐漸減小，直至達到協(xié)調(diào)位置。,,,,,,,,,第二章 自整角機,-29-,,因為力矩式自整角機的定子或轉(zhuǎn)子常采用凸極結(jié)構(gòu)，對脈振磁場而言，其直、交軸磁路的磁阻不一樣，將產(chǎn)生所謂的磁阻轉(zhuǎn)矩。類似電機學凸極同步電機的分析，這個磁阻整步轉(zhuǎn)矩應(yīng)為,,,,,,,,,第二章 自整角機,,（2-24）,-30-

17、,,這樣，力矩式自整角機總的整步轉(zhuǎn)矩為,,,,,,,,,第二章 自整角機,,（2-25）,,-31-,,第二節(jié) 控制式自整角機,,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-32-,,1. 發(fā)送機整步繞組的電動勢和電流 當發(fā)送機的勵磁繞組接通交流電源后，在發(fā)送機氣隙中將產(chǎn)生脈振磁場，該脈振磁場在發(fā)送機整步繞組中感應(yīng)出在時間上同相位的電動勢，其有效值表示為,,,,,,,,,,（2-26）,第二章 自整角機,,,整步繞組中一相感應(yīng)電動

18、勢的最大有效值,-33-,,設(shè)整步繞組每相的等效阻抗為Z，則各相回路電流的有效值分別為,,,,,,,,,,第二章 自整角機,,（2-27）,,-34-,,2. 接收機整步繞組的磁動勢 當接收機整步繞組中有電流通過時，將產(chǎn)生空間脈振磁動勢。當不計高次諧波時，每相基波磁動勢的幅值為,,,,,,,,,,第二章 自整角機,,（2-28）,,,-35-,為了求取合成磁動勢，可以將整步繞組的三個空間脈振磁動勢分解為直軸分量和交軸分量，再進行

19、合成，如圖2-8所示。,第二章 自整角機,-36-,直軸磁動勢,（2-29）,第二章 自整角機,,-37-,交軸磁動勢,（2-30）,第二章 自整角機,,,-38-,合成磁動勢,（2-31）,第二章 自整角機,,,,合成磁動勢與接收機直軸間的夾角,,（2-32）,合成磁動勢FJ的方向就是轉(zhuǎn)子勵磁繞組的軸線方向,,-39-,綜合以上分析可知： (1) 接收機整步繞組直軸磁動勢FJd、交軸磁動勢FJq的大小，與發(fā)送機和接收機的位置角

20、無關(guān)，僅為失調(diào)角δ的函數(shù)。 (2) 接收機三相整步繞組的合成磁動勢FJ是脈振磁動勢，其大小是單相基波磁動勢幅值的3/2倍，并且與發(fā)送機和接收機的位置角以及失調(diào)角δ無關(guān)。 (3) 在發(fā)送機和接收機整步繞組空間位置一致的情況下，接收機整步繞組合成磁動勢FJ的空間位置總是與發(fā)送機轉(zhuǎn)子的空間位置相一致。,第二章 自整角機,-40-,3. 接收機轉(zhuǎn)子繞組的輸出電壓 接收機整步繞組的直軸磁動勢和交軸磁動勢均為空間的脈振磁動勢

21、，它們將分別產(chǎn)生直軸脈振磁場和交軸脈振磁場，即,第二章 自整角機,,（2-33）,,隱極結(jié)構(gòu),,-41-,直軸脈振磁場的方向與轉(zhuǎn)子輸出繞組的軸線方向一致，將在輸出繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，當不計高次諧波磁場的影響時，其輸出電壓的有效值為,第二章 自整角機,,（2-34）,,,,輸出電壓的最大有效值,-42-,由式（2-34）可知，輸出電壓U2為失調(diào)角δ的余弦函數(shù)， 這種余弦函數(shù)關(guān)系在實際使用時會帶來一些問題。因為隨動系統(tǒng)總是希望當失調(diào)角為

22、零時，輸出電壓也為零。只有存在失調(diào)角時，才有輸出電壓?，F(xiàn)在卻正好相反，當失調(diào)角為零時，輸出電壓最大。另外，發(fā)送機轉(zhuǎn)子由協(xié)調(diào)位置向不同方向偏轉(zhuǎn)時，失調(diào)角應(yīng)有正、負之分，但是由于 ，根據(jù)輸出電壓無法判斷轉(zhuǎn)子的偏轉(zhuǎn)方向。,第二章 自整角機,,-43-,為了解決上述問題，可以預(yù)先把轉(zhuǎn)子由協(xié)調(diào)位置轉(zhuǎn)動90º電角度，即取輸出電壓為零時的轉(zhuǎn)子位置作為起始位置。此時的輸出電壓為,第二章 自整角機,,（2-35）,-44

23、-,,綜上所述， 當控制式自整角機的發(fā)送機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，發(fā)送機與接收機的轉(zhuǎn)子偏離協(xié)調(diào)位置，接收機的轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并輸出一定大小的電壓，該電壓經(jīng)放大器放大后，給伺服電動機供電，帶動接收機轉(zhuǎn)子及負載一起旋轉(zhuǎn)，使失調(diào)角和輸出電壓逐漸減小，直至協(xié)調(diào)位置。如果發(fā)送機的轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)，則接收機的轉(zhuǎn)子及負載也將連續(xù)地同步旋轉(zhuǎn)。,,,,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-45-,,第三節(jié) 差動式自整角機* 在隨動系統(tǒng)中，有時可以用

24、兩臺發(fā)送機來控制一臺接收機，以傳遞兩個發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的和或差，這時所構(gòu)成的系統(tǒng)稱為差動式自整角機系統(tǒng)。該系統(tǒng)的核心是一臺差動接收機或差動發(fā)送機，按功能又可分為力矩式差動接收機、力矩式差動發(fā)送機和控制式差動發(fā)送機，它們的定、轉(zhuǎn)子一般都采用三相對稱的交流繞組結(jié)構(gòu)，下面分別簡要介紹其工作原理。,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-46-,,一、力矩式差動接收機,,,,,,,,,第二章 自整角機,-47-,,當要求自整角機所指示的角度為兩個

25、已知轉(zhuǎn)角的和或差時，可以在兩臺力矩式自整角發(fā)送機之間接入一臺力矩式差動接收機，如圖2-10所示。 這里實際上存在并列的兩套控制式自整角機系統(tǒng)。 在差動接收機定、 轉(zhuǎn)子繞組軸線位置一致的情況下，其定子繞組和第一臺發(fā)送機就構(gòu)成了一套控制式自整角機系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子繞組和第二臺發(fā)送機則構(gòu)成另一套控制式自整角機系統(tǒng)。,,,,,,,,,第二章 自整角機,-48-,,第一臺發(fā)送機將在差動接收機的定子繞組中產(chǎn)生合成磁動勢Fs，其空間位置與第

26、一臺發(fā)送機轉(zhuǎn)子的空間位置相對應(yīng)，即空間位置角為δs； 第二臺發(fā)送機將在差動接收機的轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生合成磁動勢FR，其空間位置與第二臺發(fā)送機轉(zhuǎn)子的空間位置相對應(yīng)，即空間位置角為δR。定、轉(zhuǎn)子合成磁動勢之間的角度為,,,,,,,,,第二章 自整角機,,（2-36）,-49-,,當兩臺發(fā)送機的轉(zhuǎn)子按同方向旋轉(zhuǎn)時，上式取“-”號；按反方向旋轉(zhuǎn)時，上式取“+”號。 因為差動接收機定、轉(zhuǎn)子合成磁動勢之間存在空間角差δ， 在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，

27、接收機轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)過δ角，使定、轉(zhuǎn)子的合成磁動勢在空間趨于一致。這樣，接收機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度就指示了兩臺發(fā)送機轉(zhuǎn)子空間轉(zhuǎn)角的和或差。,,,,,,,,,第二章 自整角機,,-50-,,二、力矩式差動發(fā)送機,,,,,,,,,第二章 自整角機,-51-,,當要求自整角機所指示的角度為兩個已知轉(zhuǎn)角的和或差時，也可以在力矩式自整角發(fā)送機和接收機之間接入一臺力矩式差動發(fā)送機，如圖2-11所示。 這里實際上存在串列的一套控制式自整角機系統(tǒng)和一套力矩

28、式自整角機系統(tǒng)。,,,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-52-,,在差動發(fā)送機定、 轉(zhuǎn)子繞組軸線位置一致的情況下，其定子繞組和力矩式發(fā)送機就構(gòu)成了一套控制式自整角機系統(tǒng)。按照第二節(jié)關(guān)于控制式自整角機整步繞組磁動勢的分析，力矩式發(fā)送機將在差動發(fā)送機定子繞組中產(chǎn)生合成磁動勢Fs，其空間位置與力矩式發(fā)送機轉(zhuǎn)子的空間位置相對應(yīng)，即空間位置角為δs；而差動發(fā)送機和力矩式接收機則構(gòu)成一套力矩式自整角機系統(tǒng)。當差動發(fā)送機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個角度δR時

29、，就相當于該系統(tǒng)的失調(diào)角為 。,,,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,,-53-,,按照第一節(jié)關(guān)于力矩式自整角機整步轉(zhuǎn)矩的分析，在整步轉(zhuǎn)矩的作用下， 力矩式接收機的轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)過δ角。這樣，接收機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度也就指示了兩臺發(fā)送機轉(zhuǎn)子空間轉(zhuǎn)角的和或差。,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-54-,,三、控制式差動發(fā)送機,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-55-,,差動發(fā)送機也可以用于控制式自整角機系統(tǒng)中，當控制

30、式自整角發(fā)送機與接收機之間再接入一臺控制式差動發(fā)送機后，接收機的輸出電壓將是控制式發(fā)送機轉(zhuǎn)子與差動發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的和或差的正弦函數(shù)，如圖2-12所示。 這里實際上存在串列的兩套控制式自整角機系統(tǒng)。,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-56-,,在差動發(fā)送機定、轉(zhuǎn)子繞組軸線位置一致的情況下，其定子繞組和控制式發(fā)送機就構(gòu)成了一套控制式自整角機系統(tǒng)。按照第二節(jié)關(guān)于控制式自整角機整步繞組磁動勢的分析，控制式發(fā)送機將在差動發(fā)送機定子繞

31、組中產(chǎn)生合成磁動勢Fs，其空間位置與控制式發(fā)送機轉(zhuǎn)子的空間位置相對應(yīng)，即空間位置角為δs；而差動發(fā)送機和控制式接收機則構(gòu)成另一套控制式自整角機系統(tǒng)。當差動發(fā)送機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個角度δR時，就相當于該系統(tǒng)的失調(diào)角為 。,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,,-57-,,按照第二節(jié)關(guān)于控制式自整角機輸出電壓的分析，當接收機轉(zhuǎn)子的起始位置為90º電角度時，接收機的輸出電壓為,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,,

32、（2-37）,即控制式接收機的輸出電壓為控制式發(fā)送機轉(zhuǎn)子與差動發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的和或差的正弦函數(shù)。,-58-,,第四節(jié) 自整角機的選用一、自整角機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)1. 力矩式自整角機的技術(shù)數(shù)據(jù) (1) 比整步轉(zhuǎn)矩。 指力矩式自整角機在失調(diào)角為1º時發(fā)送機和接收機轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。比整步轉(zhuǎn)矩是力矩式自整角機一項重要的性能指標，它直接影響自整角機系統(tǒng)的靈敏度，一般產(chǎn)品數(shù)據(jù)中均要列出它的數(shù)值。,,,,,,,,,,,,,,,,

33、第二章 自整角機,-59-,,(2) 零位誤差。 在力矩式自整角發(fā)送機中，當勵磁繞組勵磁后，發(fā)送機轉(zhuǎn)子從基準電氣零位開始，每轉(zhuǎn)過6Oº電角度，總會有兩根輸出線之間的空載電壓等于零，此位置稱為理論電氣零位。由于設(shè)計與工藝的不盡完善，實際電氣零位與理論電氣零位存在著差異，兩者之差稱為力矩式自整角機的零位誤差，單位為角分。習慣上以累積誤差的形式來表示，即取各點零位誤差中正、負最大誤差絕對值之和的一半，其大小決定發(fā)送機的精度。,,,,

34、,,,,,,第二章 自整角機,-60-,,(3) 靜態(tài)誤差。 在力矩式自整角接收機中， 由于系統(tǒng)出現(xiàn)失調(diào)角而使接收機轉(zhuǎn)子隨發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動同樣的角度，最后穩(wěn)定在失調(diào)角為零的位置。但實際上，當接收機轉(zhuǎn)子處在協(xié)調(diào)位置時，由于接收機轉(zhuǎn)軸上存在摩擦轉(zhuǎn)矩，所以接收機與發(fā)送機轉(zhuǎn)子之間總存在轉(zhuǎn)角差，這個轉(zhuǎn)角差就是靜態(tài)誤差，單位為角分。通常也是以累積誤差的形式表示，其大小決定接收機的精度。,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-61-,,(4) 阻尼時間

35、。 所謂阻尼時間，就是指強迫接收機轉(zhuǎn)子失調(diào)177º 2º，放松后，經(jīng)過衰減振蕩達到協(xié)調(diào)位置所需要的時間。按規(guī)定，它不應(yīng)超過 。阻尼時間越短，表示接收機的跟隨性能越好。,,,,,,,,,,第二章 自整角機,,,-62-,,2. 控制式自整角機的技術(shù)數(shù)據(jù) (1) 比電動勢。 指控制式自整角機在失調(diào)角為1º時接收機的空載輸出電壓。比電動勢是控制式自整角機一項重要的性能指標，它直接影響自整角機系統(tǒng)的靈

36、敏度，一般產(chǎn)品數(shù)據(jù)中均要列出它的數(shù)值。,,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-63-,,,,,,,,,,,(2) 零位誤差。 當接收機轉(zhuǎn)子和發(fā)送機轉(zhuǎn)子處在協(xié)調(diào)位置時，接收機的輸出電壓理論上應(yīng)等于零。由于設(shè)計和工藝等原因，常有誤差存在，輸出電壓實際上不為零。我們把接收機和發(fā)送機處在協(xié)調(diào)位置時，接收機輸出繞組出現(xiàn)的端電壓稱為剩余電壓，即零位誤差，它會降低自整角機系統(tǒng)的靈敏度。,第二章 自整角機,-64-,,,,,,,,,,,,(3) 靜態(tài)

37、誤差。 當控制式自整角機在靜態(tài)下到達新的協(xié)調(diào)位置，即輸出電壓等于剩余電壓時，發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度與接收機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度之差稱為靜態(tài)誤差或電氣誤差。若以角分表示靜態(tài)誤差，其允許范圍為3’～10’。它的大小直接影響自整角機系統(tǒng)的精度?？刂剖阶哉菣C的精度等級就是根據(jù)靜態(tài)誤差來劃分的。,,第二章 自整角機,-65-,,,,,,,,,,,,,3. 自整角機的精度等級 力矩式自整角機和控制式自整角機的精度等級如表2-1所示。,第二章 自整角

38、機,-66-,,,,,,,,,,,,二、自整角機的使用原則 (1) 各類自整角機在使用前應(yīng)首先確定其基準電氣零位。 (2) 對接使用的自整角機，對接繞組的額定電壓和額定頻率必須相同。 (3) 力矩式自整角機所帶機械負載較重時，應(yīng)根據(jù)所要求的精度選擇比整步轉(zhuǎn)矩較大的自整角機。,,第二章 自整角機,-67-,,,,,,,,,,,,(4) 在電源容量允許的情況下，應(yīng)選用輸入阻抗較小的發(fā)送機，以獲得較大的負載能力。

39、 (5) 選用控制式自整角機時，應(yīng)選用輸入阻抗較大的接收機，以減輕發(fā)送機的負載。 (6) 發(fā)送機和接收機不能互換使用，因為兩者結(jié)構(gòu)上有差異，參數(shù)也不盡相同。,,第二章 自整角機,-68-,,三、自整角機的應(yīng)用實例 自整角機在隨動系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，主要是實現(xiàn)角度的傳輸、交換和指示，包括角位置的遠距離指示和遠距離定位等，下面是兩個典型的應(yīng)用實例。,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-69-,,1. 遠距離位置

40、指示系統(tǒng),,,,,,,,,,第二章 自整角機,-70-,,2. 艦船雷達天線定位系統(tǒng),,,,,,,,,,第二章 自整角機,-71-,,本章小結(jié) 自整角機是一種能對角位移或角速度的偏差實現(xiàn)自整步的控制電機，它通過電的方式在兩個或兩個以上無機械聯(lián)系的轉(zhuǎn)軸之間傳遞角位移或使之同步旋轉(zhuǎn)。本章介紹力矩式自整角機、控制式自整角機和差動式自整角機三種典型自整角機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，并對其運行特性進行了一定的分析。,,,,,,,,,,

41、第二章 自整角機,-72-,,力矩式自整角機主要用在指示系統(tǒng)中，可實現(xiàn)角度的傳輸。本章在分析三相力矩式自整角機基本原理的基礎(chǔ)上，對作為控制電機使用的單相力矩式自整角機的工作原理做了有力的說明。通過對整步繞組電動勢、電流和磁動勢的分析，給出了整步轉(zhuǎn)矩和失調(diào)角的函數(shù)關(guān)系式。,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-73-,,控制式自整角機主要用在傳輸系統(tǒng)中，作檢測元件用，可將角度信號變換為電壓信號。本章分別對發(fā)送機整步繞組的電動勢和電流、接收

42、機整步繞組的磁動勢進行了深入分析，在此基礎(chǔ)上得到了接收機轉(zhuǎn)子繞組輸出電壓和失調(diào)角的函數(shù)關(guān)系。,,,,,,,,,,第二章 自整角機,-74-,,差動式自整角機可以傳遞兩個發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的和或差。將力矩式自整角機和控制式自整角機有機結(jié)合一起，便可以構(gòu)成各類差動式自整角機。 按其功能來區(qū)分，差動式自整角機又可分為力矩式差動接收機、力矩式差動發(fā)送機和控制式差動發(fā)送機。 本章最后介紹了自整角機的選用，給出自整角機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和精度等級