自动控制元件控制自整角机

1、3-3控制式自整角机一、概述1、什么是控制式自整角机 控制式自整角机主要用于传输系统中，作为信号元件使用。通常与信号放大器、伺服电动机组成闭环系统。即接收方的机械轴角位移是由伺服电动机实现的，接收方转子不施加交流电压，不直接带动负载转动。 特点：系统中有功率放大环节，负载能力大，精度高，广泛用于随动系统中。2、分类 按用途分为三类（1）控制式自整角发送机输入转角信号，输出电压信号（2）控制式自整角变压器将发送机送来的电信号转变成与转角呈正弦关系的电信号输出。输出设备，输入电信号，输出电压信号。（3）控制式差动发送机它串接于发送机与自整角变压器之间，将发送机转子转角与自身转子转角的和或差转换成电

2、信号送自整角变压器。3、结构（1）控制式自整角发送机 结构与力矩式发送机的结构基本相同，只是在参数选择上有差别。 为了降低磁路饱和程度，一般磁密设计的较低，励磁绕组的匝数比力矩式的多；一般选用凸极式。（2）控制式自整角变压器 定子放置整步绕组，转子放置励磁绕组，为了提高精度，一般选用隐极式。 为了保持气隙磁场为正弦，转子采用正弦绕组。二、工作原理控制式自整角机的工作原理如图所示。自整角接收机工作在变压器状态，故又称为自整角变压器，其输出绕组接交流伺服电动机的控制绕组。 失调角=1-2=0，自整角机此时的位置叫协调位置。1. 三相整步绕组的电势和电流由发送机励磁绕组产生的主磁场在其各相整步绕组中

3、感应的电势的有效值分别为 E1a=Ecos E1b=Ecos(1-120) E1c=Ecos(1+120)感应电动势最大有效值为 E=4.44fNKm 设自整角发送机的每相整步绕组的阻抗为Za，自整角变压器每相整步绕组的阻抗为Zta。Ia=E1a/(Za+Zta)=Icos1Ib=E1b/(Za+Zta)=Icos(1-120)Ic=E1c/(Za+Zta)=Icos(1+120)式中为I= E/(Za+Zta)为发送机转子转角1=0时与励磁绕组轴线重合的整步绕组中的电流（此时电流最大）。三相整步绕组星点连线中的电流为Ia +Ib +Ic=I (cos1+cos(1-120)+ cos(1+1

4、20)=0连线中并没有电流，实际线路中并不需要连接。 2. 三相整步绕组磁势自整角变压器每相磁势幅值为直轴分量：励磁绕组为直轴，也称为d轴交轴分量：交轴与直轴在空间相差90，称为q轴。那么控制式自整角变压器三相绕组的直轴分量磁势为交轴分量的磁通势为 ：合成磁势为： 合成磁势与失调角无关。 合成磁势与直轴的夹角为： 合成磁势与a相绕组轴线的夹角+2=1：即合成磁势F2的空间位置总是与发送机转子的空间位置相对应。 3. 自整角变压器的输出电势由于F2d 和F2q均为脉振磁势，故可以产生脉振磁场。 若输出绕组与直轴脉振磁场方向一致，则产生感应电动势 ： 如果自整角变压器的转子转角2等于自整角发送机的

5、转子转角1，失调角=0，则自整角变压器三相绕组合成磁势所产生的磁场与转子输出绕组同轴线，那么在转子输出绕组中感应电动势的值最大为U2m。 由上式知，自整角变压器输出电压（电势）为失调角的余弦函数，在实际控制系统中会带来一些问题。（1）在失调角为0时，自整角变压器输出电压反而最大，增大，输出电压反而减小，与实际需要相反。（2）失调角是有方向的，是顺时针还是反时针是必须明确的，即的正负值是表明方向的，但上述系统中不管为正还是为负，其输出的电压都是正的，因为cos(-)=cos 为了解决上述问题，把自整角变压器的转子由原来的协调位置（=0）处旋转90作为起始位置，那么输出绕组感应电势为：空载时，输出

6、电压U2=E2，负载时，输出电压下降，若选择输入阻抗大的放大器作为负载，则自整角变压器输出电压下降不大。 自整角变压器的输出电压U2随失调角变化的曲线如图所示。自整角变压器在协调位置即=0时，输出电压为0，当=1时输出的电压值叫比电压U，比电压越大，控制系统越灵敏。 三、控制式自整角机的主要技术指标 1、静态误差 2、 电气误差 3、比电压 4、输出相位移3-4 差动自整角机的结构和工作原理一、概述在随动系统中，如果目标装置由两个或两个以上装置控制时，需要使用差动自整角机，如两扇闸门的开度，舰船上雷达天线方位角的显示，及轧钢系统中。1、 分类控制式差动发送机力矩式差动发送机力矩式差动接收机2、

7、 结构结构与绕线式异步电动机相同 定子：定子铁心和定子绕组（Y型对称连接） 转子：铁转子心和转子绕组（Y型对称连接）一、运行原理1、 自整角发送机力矩式差动接收机自整角发送机接线：力矩式自整角发送机的励磁绕组接同一单相交流电源，其整步绕组分别接差动接收机的定子和转子。原理；1和2构成控制式自整角系统，定子磁场转角为113和2构成控制式自整角系统，定子磁场转角为12则接收机的定子和转子的磁场角度为=1112“+”表示两台发送机反向旋转“” 表示两台发送机同向旋转由于角的存在，则会产生电磁力，拖动转子转过角，来达到协调位置。 2、自整角发送机力矩式差动发送机自整角接收机接线：自整角发送机与差动发送

8、机构成控制式的自整角系统，同时差动发送机与力矩式接收机构成力矩式自整角系统。原理：自整角发送机1转子转过11，差动发送机2定子绕组产生磁场位置与发送机转子一致为11，差动发送机转子转过12角度时，此时定、转子磁场的相对位置为=1112，（“+”表示两台发送机反向旋转，“” 表示两台发送机同向旋转），则力矩式接收机转子转过角，来达到协调位置。 3、自整角发送机力矩式差动发送机自整角接收机接线：控制式发送机与差动发送机构成控制式的自整角系统，同时差动发送机与自整角变压器构成控制式自整角系统。原理：自整角发送机1转子转过11，差动发送机2定子绕组产生磁场位置与发送机转子一致为11，差动发送机转子转过

9、12角度时，此时定、转子磁场的相对位置为=1112，（“+”表示两台发送机反向旋转，“” 表示两台发送机同向旋转），自整角变压器的转子输出电压为：U2=U2msin=U2msin(1112)3-5 自整角机的应用自整角机的应用越来越广泛，常用于位置和角度的远距离指示，如在飞机、舰船之中常用于角度位置、高度的指示，雷达系统中用于无线定位等等；另一方面常用于远距离控制系统中，如轧钢机轧辊控制和指示系统、核反应堆的控制棒指示等等。 一、应用 1、位置指示计2、舰艇火炮自动瞄准二、自整角机使用注意事项：1、 各类自整角机在使用前必须先确定其基准电气误差。2、对接使用的自整角机，对接绕组的额定电压、额定频率必须相同。3、力矩式自整角机所带指针和刻度盘较重时，应根据要求选择比整步转矩较大的自整角机。4、 理论分析时，认为发送机和接收机的结构完全相同，实际上二者有区别