微特电机课件完整版chap05_自整角机

1、5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院自整角机属于自动控制系统中的测位用微特电机，测位用的微特电机包括：自整角机、旋转变压器、微型同步器和编码器等。ZLFZLJ主要类型主要类型：1. 按在系统中的作用分：2. 按输出量不同分类：3. 按相数分：接收机发送机力矩式控制式单相三相5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院a)转子凸极式结构特点结构特点5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院b)定子凸极式c) 隐极式力矩式自整角机力矩式自整角机5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院转子定

2、子111coscos44. 4EfWkEmwA)120cos(11 EEB)240cos(11 EEC发送机整步绕组电势：接收机整步绕组电势：22cos EEA)120cos(22 EEB)240cos(22 EEC当1 2时，在发送机与接收机之间出现失调角215.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院1221122112212 sinsin222 sin120sin222 sin120sin22aABbBBcCCEEEEEEEEEEEE2sin1202sin22sin1202sin22sin2sin2sin2sin221212121IZEIIZEIIZEZEIccb

3、baa0cbaIII5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院2sin1202sin24242sin1202sin24242sin2sin2424211211211wwccwwbbwwaaIWkWkIFIWkWkIFIWkWkIF发送机整步绕组磁势1111111111coscos120cos1203 421cos4dadbdcdabcwFFFFFFFIWk 5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院cos143mF11113sin4qaqbqcqmFFFFF 发送机整步绕组磁势2sin2321211mqdFFFF合成磁势大小2sincos1a

4、rctanarctan111qdFF合成磁势空间位置5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院接收机整步绕组磁势与发送机的大小相等，方向相反ccbbaaFFFFFF121212sin43cos14322mqmdFFFF2sin2322222mqdFFFF2arctan222qdFF接收机磁势5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院发送机整步绕组磁势发送机整步绕组磁势接收机整步绕组磁势接收机整步绕组磁势sin43cos14322mqmdFFFFsin43cos14311mqmdFFFFsin43cos14311IIIIqdsin43cos14

5、322IIIIqddI1qI1dI2qI2ddqqT1T1整步转矩整步转矩5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院qdIKT1cos1qdFKTsinsinqqEFIZqqZXsincosfUfEffdsinsin12211mqqfTZXfUKTsinqfqZUF wffK WEEKsinqfqZUI 如果为凸极式，还有一项磁阻转矩总转矩为2sin22mTT2sinsin2121mmTTTTT矩角特性(1-电磁转矩；2-磁阻转矩；3-合成转矩T01235.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院力矩式自整角机的主要技术指标力矩式自整角机的主要

6、技术指标 比整步转矩T 失调角为1度时的整步转矩称为比整步转矩 阻尼时间td 强迫接收机转子失调1772 ，从失调 位置稳定到协调位置所需的时间。通常不大于3秒 接收机误差 12sin1sin2mmTTT5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院控制式自整角机控制式自整角机控制式自整角机5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院发送机整步绕组的感应电动势120cos120coscos111111EEEEEEcba120cos2120cos2coscos221212111IZEIIZEIIZEZEIccbbaa每相电流5.自整角机自整角机河南科

7、技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院120cos24120cos24coscos24241212112mwccmwbbmwwaaFWkIFFWkIFFIWkWkIF自整角变压器整步绕组磁势mqdFFFF2322222cossinarctanarctan22dqFF合成磁势幅值合成磁动势位置223cos23sin2dmqmFFFF5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院121121121coscos120cos120aambbmccmFFFFFFFFF 自整角发送机的磁势1132dmFFF 合成磁势幅值合成磁动势位置在励磁绕组轴线上，与励磁绕组磁势相反11320

8、dmqFFF 5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院自整角变压器的输出电压自整角变压器的输出电压当输出绕组轴线在直轴位置时，输出电压为cos22mUU希望失调角为零时，输出电压也为零；只要出现失调角，就有电压输出，使伺服电动机转动。其次，希望控制电压能反映发送机的转动方向。为此，实际使用自整角变压器时,总是预先把转子由协调位置转动90电角度，即取输出电压为零的转子位置作为起始位置。 5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院控制式自整角机(转子预转90度)F1ABCABCTRT2放大器减速器Motor负载d-axisq-axis1FfF2

9、905.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院此时的输出电压sin90cos222mmUUU输出电压与失调角的关系虽然在=0和=180时输出电压都为零，但只有一个位置是稳定的，另一个是不稳定的。5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院控制式自整角机的主要技术指标：控制式自整角机的主要技术指标：1.比电压U mmUUU0175. 01sin2. 电气误差e3. 剩余电压U04. 输出相位移5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院差动式自整角机差动式自整角机 由两对发送机来控制同一台接收机，目的是传送两个发送轴的角度

10、和或角度差，这时便采用差动式自整角机系统。力矩式差动发送机力矩式差动接收机控制式差动发送机 定、转子均为隐极式结构，分别放有两极三相星接分布绕组。5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院力矩式差动自整角接收机215.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院力矩式发送机力矩式发送机力矩式差动自整角发送机5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院在同一电机内，由于磁势平衡关系，定、在同一电机内，由于磁势平衡关系，定、转子磁势大小相等，方向相反；转子磁势大小相等，方向相反；在电路上相连的两在电路上相连的两 个绕组所产生的磁

11、势个绕组所产生的磁势与各自绕组轴线的夹角必然相等，但方与各自绕组轴线的夹角必然相等，但方向相反。向相反。5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院控制式差动自整角发送机21222sinsinmmUUU5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院其他型式的自整角机其他型式的自整角机无接触式自整角机 5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院双通道自整角机 力矩式双通道自整角机指示系统原理图5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院双通道自整角机原理图粗精读通道的切换1-粗读；2-精读5.自整角机

12、自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院多台自整角接收机的并联运行多台自整角接收机的并联运行当力矩式发送机与接收机的整步绕组阻抗不等时的整步转矩：sin)()()(22212212121qqqqqqfXXRRXXfUKT若有n台同型号的接收机等距离地联到同一台发送机，这对发送机而言，可以等效为一台参数为Zq/n的接收机，故此时发送机的整步转矩为：sin11122212112121qqqqqqfnXnXRnRXnXfUKT5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院当发送机与接收机同型号时，R1q=R2q=Rq, X1q=X2q=Xq, 则TnnXRnnX

13、fUKTqqqfn12sin)(1(22221每一台接收整 步绕组中的电流为发送机的1/n，所以每一台接收机的整步转矩为：TnTn125.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院应用举例应用举例1. 液面位置指示器液面位置指示器1. 浮子2. 平衡锤3. 滑轮4. 变速器5. 发送机6. 接收机5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院2. 舰艇火炮自动瞄准系统舰艇火炮自动瞄准系统目标方位角舰艇方位角控制式发送机差动式发送机自整角变压器输出电压：)(22mUU火炮相对舰头转过（-)5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院河南科技大学电子信息学院目标位置方位角1舰艇航向方位角2伺服控制器伺服电机)(22mUUU2测速电机控制式自整角发送机ZKF控制式差动自整角发送机ZKC控制式自整角变压器ZKB火炮舰艇火炮自动瞄准系统舰艇火炮自动瞄准系统3. 轧钢机轧辊控制系统轧钢机轧辊控制系统5.自整角机自整角机河南科技大学电子信息学院