控制电机第六章 自整角机课件.ppt

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1、第六章自整角机本章学习内容自整角机的类型和用途自整角机的基本结构控制式自整角机的工作原理★力矩式自整角机的运行差动式自整角机产品的使用和选择1自整角机的类型和用途属于自动控制系统中的测位用微特电机。按使用要求可以分为：力矩式和控制式。自整角机都是成对配合使用的。力矩式力矩式发送机（ZLF，TX），力矩式接收机（ZLJ，TR）功用：直接达到转角随动的目的，即将机械角度变换为力矩输出，但无力矩放大作用，误差范围0.50~20。适用于轻负载转矩及精度要求不太高的开环控制伺服系统中。控制式控制式发送机（ZKF，CX），控制式接收机（ZKB，CR）功用：作为角度和位置的检测元件，它将机械角度转换

2、为电信号或将角度的数字量转变为电压的模拟量，而且精度程度较高。用于精密的闭环控制的伺服系统。力矩式自整角机有时会用到差动自整角机差动式发送机（ZCF，TDX），差动式接收机（ZCJ，TDR）差动发送机接于“ZLF”和“ZLJ”之间，将“ZLF”转角和自身的转角的和（或差）转变为电信号，输至“ZLJ”；差动接收机串接于两个“ZLF”之间，接收电信号，将自身的转角为两发送机转角的和（或差）。2自整角机的基本结构自整角机结构与一般旋转电机相似。由定子和转子两大部分组成。自整角机定子转子铁心绕组铁心绕组隐极式凸极式三相一相（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

3、机的定子铁芯嵌有三相排列规律相同的绕组，每相绕组匝数相等，线径和绕组形式均相同，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。图5-8三相对称绕组示意图自整角机转子有凸极式和隐极式两种结构，通常转子上只有一相绕组，称为转子绕组；差动式转子上有三相星接的对称绕组。转子绕组通过转子上的集电环和电刷装置与外电路相接。凸极式隐极式另外，也可把定子做成凸极式，转子做成隐极式，三相整步绕组嵌入转子铁芯槽内。对应电路图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

4、，为输出绕组。接交流电源三相整步绕组对应相连发送机接收机作为输出绕组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。ZKF转子励磁绕组接通单相电压后，励磁绕组将流过电流if，它产生交变磁通。某一瞬间磁场的轴线即为励磁绕组的轴线，而实际励磁绕组中电流if随时间作正弦（或余弦）变化，因此磁通密度也随之变正变负，变大变小。单相基波脉振磁场的物理意义：（1）对某一瞬时来说，磁场的大小沿定子内圆周长方向作正弦（或余弦）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）。单相脉振磁场的表达式：bp1为基波每相磁密瞬时值；Bm

5、1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。2.定子绕组的感应电流发送机上的转子励磁绕组通入电流后，产生脉振磁通，匝链到定子各相绕组产生感应电势。转子处于某一位置，定子三相绕组的感应电势在时间的相位彼此相同，而感应电势的大小则与转子绕组在空间的位置有关。转子转过任意角时，磁密在D1D4轴线的分量分别：设为一个极的磁通量，D1相绕组所匝链的励磁磁通幅值为：不匝链D1D4绕组匝链D1D4绕组三相定子绕组所匝链励磁磁通的幅值为：必然在定子三相绕组中感应电动势绕组磁通交变产生变压器电势，有效值：为定子绕组电势最大值定子绕组各相电流求解：回路总阻抗每相定子绕组阻抗各联接

6、线阻抗各相回路中电流有效值：中线电流：中线可以不接为每相的最大电流有效值3.定子电流产生的磁场发送机定子绕组流过电流时，会产生定子磁场。三相绕组各自产生磁场相互作用形成合成磁场。D1相绕组感生电流所产生的磁场为一个空间上作余弦分布，时间上作正弦分布的两极脉振磁场。为电流最大时产生的磁密幅值。为相对于D1相的夹角。三相电流的瞬时值：三相磁密空间矢量长度：分解三相定子磁密矢量X轴方向：Y轴方向：可以看出，合成磁场大小与无关，是每相的3/2倍，超前D1相轴线角度，且为脉振磁场。合成磁场的方向与转子励磁磁组磁势方向相反，因此对转子励磁磁场有去磁作用。4.转子输出绕组的电势ZKF中，转子转过，在

7、D1绕组产生电势为，ZKB合成磁场在转子输出绕组中感应的变压器有效值：合成磁场轴线与输出绕组轴线空间夹角。为ZKB输出绕组感应电动势有效值达到最大值时的值，即输出绕组轴线与定子磁场轴线重合的电势大小，为常数。协调位置协调位置：时，转子绕组轴线；失调角：转子偏离协调位置的角度（）。可见，输出电势与正弦成正比，当很小时，可以得到主要技术指标——比电压控制式自整角机主要技术指标有电气误差、零位电压、相位移、比电压、接触可靠性。随动系统中ZKF-ZKB