第02章-自整角机

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1、第二章自整角机控制电机第一节力矩式自整角机第二节控制式自整角机第三节差动式自整角机*第四节自整角机的选用1自整角机是用于同步随动系统中的一种特种电机，它通过电的方式在两个或两个以上无机械联系的转轴之间传递角位移或使之同步旋转，因此也称为“电轴”，在同步联络装置和遥控系统中得到广泛的应用。自整角机主要由发送机和接收机两部分组成，发送机负责转角信号的发送，接收机负责转角信号的接收或电压信号的输出。第二章自整角机2自整角机按其功能可分为力矩式自整角机和控制式自整角机。力矩式自整角机通常用于角度传输的指示系统，即同

2、步传递角位移或同步旋转系统，也就是小功率同步随动系统。当发送机与接收机之间有失调角产生时，接收机转子在整步转矩的作用下旋转，并减小失调角，直至失调角为零。由于力矩式自整角机为开环系统，无力矩放大作用，负载能力较低，适用于负载较轻及精度要求不高的远距离随动系统。第二章自整角机3控制式自整角机主要用于由自整角机和伺服电动机构成的随动系统，其接收机不直接带负载，即不输出力矩。当发送机与接收机之间有失调角产生时，接收机转子将输出一个与失调角成正弦函数关系的电压，该电压经放大器放大后控制伺服电动机的转动，伺服电动机又

3、带动接收机转子旋转，使失调角减小，直至为零。这样构成的闭环系统，其负载驱动能力取决于伺服电动机的容量，所以能带动较大的负载，并且精度较高。第二章自整角机4第一节力矩式自整角机一、三相力矩式自整角机第二章自整角机5根据交流异步电动机的基本理论，发送机与接收机的电磁转矩分别为第二章自整角机（2-1）6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动。因此，TF和TJ都是倾向于使δ=0。如果只有接收机的转子可以自由转动，

4、它将沿着旋转磁场的方向转动，直至δ=0。如果发送机的转子不停地旋转，则接收机的转子也将以同样的速度不停地旋转。第二章自整角机7在图2-1中，如果发送机的转子逆着旋转磁场转动δ角度，同理可知接收机的转子也将逆着旋转磁场转动δ角度。总之，不论发送机的转子是顺着磁场方向转动还是逆着磁场方向转动，接收机的转子总是追随发送机的转子一起运动，两者之间具有同步旋转的能力。第二章自整角机8二、单相力矩式自整角机第二章自整角机发送机与接收机的正向旋转磁动势F+组成一对三相自整角机，而发送机与接收机的反向旋转磁动势F-也组成一

5、对三相自整角机。9三、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响，即不计电枢反应的影响。这样就可以忽略磁动势和电动势中的高次谐波，并应用叠加原理和矢量运算进行分析。第二章自整角机101.整步绕组的电动势和电流当自整角机的励磁绕组接通交流电源后，在发送机和接收机气隙中都将产生脉振磁场，该脉振磁场在两机整步绕组中感应出在时间上同相位的电动势，其有效值分别表示为第二章自

6、整角机整步绕组中一相感应电动势的最大有效值11由于发送机与接收机的整步绕组对应连接，感应电动势的方向彼此相反，因此各相回路合成电动势的有效值分别为第二章自整角机12设整步绕组每相的等效阻抗为Z，则各相回路电流的有效值分别为第二章自整角机由上式可知，无论失调角δ为何值，三相整步绕组中的电流总和始终为零，所以整步绕组间可以不接中线。132.整步绕组的磁动势当整步绕组中有电流通过时，将产生磁动势。虽然整步绕组是三相对称绕组，但通过的电流在时间上同相位，并非三相对称电流，所以整步绕组的合成磁动势应该是空间的脉振磁动

7、势。第二章自整角机14先分析发送机整步绕组的磁动势，当不计高次谐波时，每相基波磁动势的幅值为第二章自整角机15为了求取合成磁动势，可以将整步绕组的三个空间脉振磁动势分解为直轴分量和交轴分量。第二章自整角机16各相脉振磁动势直轴分量之和（直轴磁动势）为第二章自整角机各相脉振磁动势交轴分量之和（交轴磁动势）为（2-7）（2-8）17所以，合成磁动势为第二章自整角机合成磁动势与交轴间的夹角为（2-9）（2-10）18对于接收机整步绕组，由于其各相电流的大小与发送机整步绕组的相同，而方向相反，同理可得其直、交轴磁动

8、势第二章自整角机（2-11）19合成磁动势为第二章自整角机合成磁动势与交轴间的夹角为（2-12）（2-13）20综合以上分析可知：(1)发送机和接收机整步绕组各自的直轴磁动势、交轴磁动势以及合成磁动势的大小，与发送机和接收机的位置角无关，仅为失调角δ的函数。(2)发送机和接收机整步绕组的直轴磁动势均为负值，说明直轴电枢反应为去磁性质。一般失调角δ很小，直轴磁动势也很小，其作用可以忽略不计。第二章自整角机21(3)