自整角機與旋轉(zhuǎn)變壓器

1、自動控制自動控制 元件元件 執(zhí)行執(zhí)行 元件元件 測量測量 元件元件 步進步進 電機電機 伺服伺服 電機電機 永磁式永磁式 磁阻式磁阻式( (反應(yīng)式反應(yīng)式) ) 直線電機直線電機 直流伺服電機直流伺服電機 直線步進直線步進電機電機 自動控制元件框架自動控制元件框架: 交流伺服電機交流伺服電機 混合式（永磁感應(yīng)子式）混合式（永磁感應(yīng)子式） 直線直流電機直線直流電機 異步式異步式 同步式同步式 直線交流電機直線交流電機 異步式異步式 同步式同步式 兩相兩相 三相三相 測量測量 元件元件 測速發(fā)電機測速發(fā)電機 自整角機自整角機 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 光電編碼器光電編碼器 光柵光柵 異步式異步式 交流測

2、速機交流測速機 直流測速機直流測速機 自動控制元件框架（補充）自動控制元件框架（補充）: 同步式同步式 力矩式力矩式 控制式控制式 線性線性旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器 絕對式絕對式 增量式增量式 透視光柵透視光柵 直線光柵直線光柵 園光柵園光柵 反射光柵反射光柵 第九章自整角機與第九章自整角機與 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 掌握掌握自整角機自整角機結(jié)構(gòu)、分類和作用等概念結(jié)構(gòu)、分類和作用等概念 掌握掌握旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)、分類和作用等概念結(jié)構(gòu)、分類和作用等概念 了解了解力矩式自整角機、控制式力矩式自整角機、控制式自整角機自整角機和和正正 余弦旋轉(zhuǎn)變壓器工余弦旋轉(zhuǎn)變壓器

3、工作原理作原理 理解力矩式自整角機和控制式自整角機區(qū)別理解力矩式自整角機和控制式自整角機區(qū)別 了解正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器了解正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器產(chǎn)生畸變的原因及產(chǎn)生畸變的原因及補補 償償方法方法 一、本章教學(xué)要求：一、本章教學(xué)要求： 三、三、教學(xué)教學(xué)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 第一節(jié)第一節(jié) 自整角機自整角機 第二節(jié)第二節(jié) 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 本章重點：力矩式自整角機和控制式自整角機區(qū)別本章重點：力矩式自整角機和控制式自整角機區(qū)別 本章難點：自整角機工作原理本章難點：自整角機工作原理 四、教學(xué)過程：四、教學(xué)過程： 二、教學(xué)時間安排：二、教學(xué)時間安排：5 5學(xué)時學(xué)時 第一節(jié)第一節(jié) 自整角機自整角機 一、自整角機

4、結(jié)構(gòu)和分類一、自整角機結(jié)構(gòu)和分類 1.1.自整角機自整角機: :是一種對角位移或角速度的偏差是一種對角位移或角速度的偏差 能自動地整步的一種控制電機能自動地整步的一種控制電機, ,即用來實現(xiàn)即用來實現(xiàn) 自動指示角度和同步傳輸角度的一類控制電自動指示角度和同步傳輸角度的一類控制電 機。機。 自整角機必須成對或成組使用自整角機必須成對或成組使用. 發(fā)送機發(fā)送機: :產(chǎn)生信號的自整角機，它將軸上的轉(zhuǎn)產(chǎn)生信號的自整角機，它將軸上的轉(zhuǎn) 角變換為電信號。角變換為電信號。 接收機接收機: :接收信號的自整角機，它將發(fā)送機發(fā)接收信號的自整角機，它將發(fā)送機發(fā) 送的電信號變換為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角，從而實現(xiàn)角送的電信號變換

5、為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角，從而實現(xiàn)角 度的傳輸、變換度的傳輸、變換和接收。和接收。 2.2.結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 定子定子: :定子鐵芯定子鐵芯 定子繞組：定子繞組：星接三相繞組（整步繞組）星接三相繞組（整步繞組） 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子: :轉(zhuǎn)子鐵芯：轉(zhuǎn)子鐵芯：凸極結(jié)構(gòu)，隱極結(jié)構(gòu)凸極結(jié)構(gòu)，隱極結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子繞組：單相勵磁繞組，經(jīng)集電環(huán)單相勵磁繞組，經(jīng)集電環(huán) 和電刷后接勵磁電源。和電刷后接勵磁電源。 也可定子、轉(zhuǎn)子反裝。轉(zhuǎn)子（三相繞組）也可定子、轉(zhuǎn)子反裝。轉(zhuǎn)子（三相繞組） 定子（單相勵磁繞組）定子（單相勵磁繞組） 3.分類：分類：按輸出量不同可分為力矩式自整角機和按輸出量不同可分為力矩式自整角機和 控制式自整角機兩種。控

6、制式自整角機兩種。 二、二、控制式自整角機控制式自整角機工作原理：工作原理： 1 1、發(fā)送機勵磁繞組通電時自整角機的磁、發(fā)送機勵磁繞組通電時自整角機的磁 動勢：動勢： 主令軸安裝發(fā)送機，從動軸安裝接受機，主令軸安裝發(fā)送機，從動軸安裝接受機， 自整角機工作時，發(fā)送機的勵磁繞組接自整角機工作時，發(fā)送機的勵磁繞組接 在單相交流電源上，發(fā)送機和接收機的在單相交流電源上，發(fā)送機和接收機的 三相整步繞組中，同樣相號的引出線接三相整步繞組中，同樣相號的引出線接 在一起，在一起，F(xiàn)發(fā)送機發(fā)送機(左邊左邊)，J接收機接收機(右邊右邊), 把發(fā)送機勵磁繞組的軸線定為把發(fā)送機勵磁繞組的軸線定為d d 軸，與軸，與

7、其垂直的的方向是其垂直的的方向是q q 軸，如圖所示：軸，如圖所示： 接 收 機 J 發(fā) 送 機 F Ia 1 2 a a E1a Ia Ia c b b c Ib Ic 原理分析：原理分析： 當(dāng)發(fā)送機轉(zhuǎn)子上的勵磁繞組接入單相交流當(dāng)發(fā)送機轉(zhuǎn)子上的勵磁繞組接入單相交流 電流時，產(chǎn)生的是正弦分布的脈振磁場，電流時，產(chǎn)生的是正弦分布的脈振磁場， 與發(fā)送機三相整步繞組相交鏈而感應(yīng)產(chǎn)與發(fā)送機三相整步繞組相交鏈而感應(yīng)產(chǎn) 生電動勢。如果發(fā)送機三相整步繞組的生電動勢。如果發(fā)送機三相整步繞組的 某相（如某相（如A相）與磁勵繞組的軸線重合作相）與磁勵繞組的軸線重合作 為起始位置，那么此時該相的感應(yīng)電動為起始位置，

8、那么此時該相的感應(yīng)電動 勢，其有效值為勢，其有效值為 E = 4.44 f N kNm 如果發(fā)送機轉(zhuǎn)子的位置角為如果發(fā)送機轉(zhuǎn)子的位置角為 1，如圖所示，那，如圖所示，那 么由發(fā)送機勵磁繞組產(chǎn)生的主磁場在其各相整么由發(fā)送機勵磁繞組產(chǎn)生的主磁場在其各相整 步繞組中感應(yīng)的電勢的有效值分別為步繞組中感應(yīng)的電勢的有效值分別為 E1a = Ecos 1 E1b = Ecos( 1120 ) E1c = Ecos( 1240 ) 設(shè)自整角發(fā)送機的每相整步繞組的阻抗為設(shè)自整角發(fā)送機的每相整步繞組的阻抗為Z1， 自整角變壓器每相整步繞組的阻抗為自整角變壓器每相整步繞組的阻抗為Z2，為了，為了 便于分析，把兩臺自

9、整角機的三相整步繞組的便于分析，把兩臺自整角機的三相整步繞組的 星點連接起來，那么三相整步繞組的回路電流星點連接起來，那么三相整步繞組的回路電流 分別為分別為 三相整步繞組星點連線中的電流為三相整步繞組星點連線中的電流為 I0 = Ia+Ib+Ic = Icos 1+Icos( -120 )+Icos( - 240 ) = 0 1 11 1212 coscos a a EE II ZZZZ 1 11 1212 cos(120 )cos(120 ) b b EE II ZZZZ 1 11 1212 cos(240 )cos(120 ) c c EE II ZZZZ 由于三相整步繞組的電勢都是由同

10、一個脈由于三相整步繞組的電勢都是由同一個脈 振磁通感應(yīng)產(chǎn)生，那么其合成磁勢為空間分振磁通感應(yīng)產(chǎn)生，那么其合成磁勢為空間分 布的脈振磁勢。布的脈振磁勢。 自整角發(fā)送機每相磁勢幅值為自整角發(fā)送機每相磁勢幅值為 111 44 22coscos aaNNm FI NkINkF 111 44 22cos(120)cos(120) bbNNm FI NkINkF 111 44 22cos(240)cos(240) ccNNm FI NkINkF 把整步繞組中三個空間脈振磁勢分解為直軸把整步繞組中三個空間脈振磁勢分解為直軸 分量和交軸分量，勵磁繞組為直軸分量和交軸分量，勵磁繞組為直軸(d軸軸)，交，交 軸軸

11、(q軸軸)與直軸在空間相差與直軸在空間相差90 。 控制式自整角發(fā)送機三相繞組的直軸分量控制式自整角發(fā)送機三相繞組的直軸分量 磁勢為磁勢為 F1d=F1acos 1+F1bcos( 1-120 )+F1ccos( 1- 240 ) = Fmcos2 1+Fmcos2( 1-120 )+Fmcos2( 1- 240 ) = Fm 交軸分量的磁通勢為交軸分量的磁通勢為 F1q=F1asin 1+F1bsin( 1-120 )+F1csim( 1- 240 ) =Fmcos 1sin 1+Fmcos( 1-120 )sin( 1- 120 )+Fmcos( 1-240 )sin( 1-240 ) =

12、0 控制式自整角發(fā)送機的三相繞組合成磁勢沒控制式自整角發(fā)送機的三相繞組合成磁勢沒 有交軸分量，只有直軸分量，即合成磁勢是有交軸分量，只有直軸分量，即合成磁勢是 一個直軸磁勢，與勵磁繞組同軸，與一個直軸磁勢，與勵磁繞組同軸，與 1無關(guān)。無關(guān)。 自整角變壓器的三相繞組電流就是發(fā)送機自整角變壓器的三相繞組電流就是發(fā)送機 繞組電流，對發(fā)送機其電流是繞組電流，對發(fā)送機其電流是“流出流出”的，的， 對接收機（自整角變壓器）其電流是對接收機（自整角變壓器）其電流是“流流 入入”的，在接收機整步繞組中產(chǎn)生的磁通的，在接收機整步繞組中產(chǎn)生的磁通 勢勢F1與與F1大小相等，方向相反，也與大小相等，方向相反，也與

13、1無無 關(guān)。關(guān)。 Uf 1 2 a E1a Ia c b bc Ib Ic F1 1 a 1 =1-2 1 2 F1 2.自整角變壓器的輸出電勢：自整角變壓器的輸出電勢： 如果如果 2= 1，轉(zhuǎn)子輸出繞組中感應(yīng)電動勢，轉(zhuǎn)子輸出繞組中感應(yīng)電動勢 Em的值最大，如果的值最大，如果 21，自整角變壓器定，自整角變壓器定 子合成磁勢與轉(zhuǎn)子輸出繞組軸線夾角為失子合成磁勢與轉(zhuǎn)子輸出繞組軸線夾角為失 調(diào)角調(diào)角 = 1- 2，轉(zhuǎn)子輸出繞組感生的電動勢，轉(zhuǎn)子輸出繞組感生的電動勢 為：為： E2 = Emcos( 1 2) = Emcos 自整角變壓器輸出電壓（電勢）為失調(diào)角自整角變壓器輸出電壓（電勢）為失調(diào)角

14、的余弦函數(shù)，實際控制中會帶來問題。的余弦函數(shù)，實際控制中會帶來問題。 （1）當(dāng)隨動系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)位置（即失調(diào)角）當(dāng)隨動系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)位置（即失調(diào)角 =0）時，希望輸出電壓為）時，希望輸出電壓為0，當(dāng)，當(dāng)0時，才有時，才有 電壓信號輸出，送到交流伺服電動機中，使伺電壓信號輸出，送到交流伺服電動機中，使伺 服電動機旋轉(zhuǎn)以清除服電動機旋轉(zhuǎn)以清除 ，但如按圖工作，在失，但如按圖工作，在失 調(diào)角為調(diào)角為0時，自整角變壓器輸出電壓反而最大，時，自整角變壓器輸出電壓反而最大， 增大，輸出電壓反而減小，與實際需要相反。增大，輸出電壓反而減小，與實際需要相反。 （2）失調(diào)角）失調(diào)角 是有方向的，是順時針還是反時是有

15、方向的，是順時針還是反時 針是必須明確的，即針是必須明確的，即 的正負(fù)值是表明方向的，的正負(fù)值是表明方向的， 但上述系統(tǒng)中不管但上述系統(tǒng)中不管 為正還是為負(fù)，其輸出的為正還是為負(fù)，其輸出的 電壓都是正的，因為電壓都是正的，因為Ecos(- )=Ecos . 自整角發(fā)送機的自整角發(fā)送機的a相定子繞組線作直軸，其相定子繞組線作直軸，其 轉(zhuǎn)子繞組以直軸作起始位置，而把自整角轉(zhuǎn)子繞組以直軸作起始位置，而把自整角 變壓器轉(zhuǎn)子輸出繞組放在交軸上，事實上，變壓器轉(zhuǎn)子輸出繞組放在交軸上，事實上， 把自整角變壓器的轉(zhuǎn)子由原來的協(xié)調(diào)位置把自整角變壓器的轉(zhuǎn)子由原來的協(xié)調(diào)位置 （ =0）處旋轉(zhuǎn)）處旋轉(zhuǎn)90 作為起始位

16、置，那么輸作為起始位置，那么輸 出繞組感應(yīng)電出繞組感應(yīng)電動勢動勢 E2 = Em( -90 ) =Emsin 空載時，輸出電壓空載時，輸出電壓U2=E2，負(fù)載時，輸出電壓，負(fù)載時，輸出電壓 下降，若選擇輸入阻抗大的放大器作為負(fù)載，下降，若選擇輸入阻抗大的放大器作為負(fù)載， 則自整角變壓器輸出電壓下降不大。則自整角變壓器輸出電壓下降不大。 自整角變壓器的輸出電壓自整角變壓器的輸出電壓U2隨失調(diào)角隨失調(diào)角 變化的變化的 曲線如圖所示。曲線如圖所示。 自整角變壓器在協(xié)調(diào)位置即自整角變壓器在協(xié)調(diào)位置即 =0時，輸出電壓時，輸出電壓 為為0，當(dāng)，當(dāng) =1 時輸出的電壓值叫比電壓時輸出的電壓值叫比電壓U0，

17、比，比 電壓越大，控制系統(tǒng)越靈敏。電壓越大，控制系統(tǒng)越靈敏。 U 2 U 2m -180 0 180 三、力矩式自整角機：三、力矩式自整角機： 在隨動系統(tǒng)中，不需放大器和伺服電動在隨動系統(tǒng)中，不需放大器和伺服電動 機的配合，兩臺力矩式自整角機就可進行機的配合，兩臺力矩式自整角機就可進行 角度傳遞，因而常用以轉(zhuǎn)角指示。其工作角度傳遞，因而常用以轉(zhuǎn)角指示。其工作 原理如圖原理如圖 ： 兩臺電機的勵磁繞組接到同一單相交流兩臺電機的勵磁繞組接到同一單相交流 電源上，三相整步繞組對應(yīng)相接。假設(shè)三電源上，三相整步繞組對應(yīng)相接。假設(shè)三 相整步繞組產(chǎn)生的磁勢在空間按正弦規(guī)律相整步繞組產(chǎn)生的磁勢在空間按正弦規(guī)律

18、 分布，磁路不飽和，并忽略電樞反應(yīng)，那分布，磁路不飽和，并忽略電樞反應(yīng)，那 么在分析時便可用迭加原理。么在分析時便可用迭加原理。 Uf 1 a E1a c b bc F1 1 a 1 2 F1 2 Ff Ff F2 2 Ff 1 2 Ff F2 1.直軸、交軸磁勢是如何產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的：直軸、交軸磁勢是如何產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的： （1）在直軸磁通（磁勢）下，在直軸磁通（磁勢）下，通電線圈產(chǎn)通電線圈產(chǎn) 生的也是直軸磁勢，此時線圈也受到的電磁生的也是直軸磁勢，此時線圈也受到的電磁 力力F的方向如圖所示，顯然不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。的方向如圖所示，顯然不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 同樣的圖是產(chǎn)生交軸磁勢的線圈在交軸磁通同樣的圖是產(chǎn)生交軸磁

19、勢的線圈在交軸磁通 （磁勢）下也不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。（磁勢）下也不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 （2）在直軸磁通（磁勢）下，通電線圈產(chǎn)在直軸磁通（磁勢）下，通電線圈產(chǎn) 生的是交軸磁勢，線圈邊受力方向相反，使生的是交軸磁勢，線圈邊受力方向相反，使 線圈產(chǎn)生順時針力矩，最終使線圈停在線圈產(chǎn)生順時針力矩，最終使線圈停在水平水平 位置，兩磁勢的軸線重合，同樣的，圖是產(chǎn)位置，兩磁勢的軸線重合，同樣的，圖是產(chǎn) 生直軸磁勢的線圈在交軸磁通（磁勢）下受生直軸磁勢的線圈在交軸磁通（磁勢）下受 到逆時針的轉(zhuǎn)矩。到逆時針的轉(zhuǎn)矩。 綜上所述，同軸磁勢不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，直軸磁勢與綜上所述，同軸磁勢不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，直軸磁勢與 交軸磁勢能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩

20、的方向是使兩磁交軸磁勢能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是使兩磁 勢磁軸線靠攏。勢磁軸線靠攏。 2.力矩自整角機的力矩及方向：力矩自整角機的力矩及方向： 在接收機中，在接收機中，F(xiàn)2與勵磁磁勢與勵磁磁勢Ff是同軸磁勢，故是同軸磁勢，故 不會產(chǎn)生力矩，而不會產(chǎn)生力矩，而F1與與Ff軸線的夾角即失調(diào)角軸線的夾角即失調(diào)角 = 1- 2，不同軸的磁勢則產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩：若把，不同軸的磁勢則產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩：若把F2作作 直軸，那么可把直軸，那么可把F1分為直軸分量分為直軸分量F1cos 交軸交軸 分量分量F1sin ，如圖所示。直軸分量與，如圖所示。直軸分量與Ff同軸不同軸不 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，交軸分量產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，交軸分量F1sin 則

21、與則與Ff產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩， 此轉(zhuǎn)矩稱為整步轉(zhuǎn)矩。若此轉(zhuǎn)矩稱為整步轉(zhuǎn)矩。若 =90 時產(chǎn)生的最大時產(chǎn)生的最大 整步轉(zhuǎn)矩為整步轉(zhuǎn)矩為Tm，那接收機所產(chǎn)生的整步轉(zhuǎn)矩可，那接收機所產(chǎn)生的整步轉(zhuǎn)矩可 以表達為以表達為 T=Tmsin 當(dāng)當(dāng)失調(diào)角越大，自整角接收機產(chǎn)生的整步失調(diào)角越大，自整角接收機產(chǎn)生的整步 轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)矩的方向是使轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)矩的方向是使Ff和和F1靠攏，靠攏， 即轉(zhuǎn)子往失調(diào)角減小的方向旋轉(zhuǎn)，如為空即轉(zhuǎn)子往失調(diào)角減小的方向旋轉(zhuǎn)，如為空 載，最終會消除失調(diào)角載，最終會消除失調(diào)角 ，此時，兩個力矩，此時，兩個力矩 式自整角機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角相等式自整角機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角相等 1= 2， = 1- 2

22、=0，隨動系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)位置。但實際上，隨動系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)位置。但實際上， 由于機械由于機械摩擦等原因的影響，使空載時失摩擦等原因的影響，使空載時失 調(diào)角并不為調(diào)角并不為0，而存在著一個較小的，而存在著一個較小的 ，誤，誤 差差 叫做靜態(tài)誤差，即自整角發(fā)送機和接叫做靜態(tài)誤差，即自整角發(fā)送機和接 受機轉(zhuǎn)子停止不轉(zhuǎn)時的失調(diào)角。受機轉(zhuǎn)子停止不轉(zhuǎn)時的失調(diào)角。 角角 存在而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距下使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，以減存在而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距下使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，以減 小失調(diào)角，換言之，是接收機跟隨發(fā)送機小失調(diào)角，換言之，是接收機跟隨發(fā)送機 旋轉(zhuǎn)。失調(diào)角旋轉(zhuǎn)。失調(diào)角 與靜態(tài)整步轉(zhuǎn)矩與靜態(tài)整步轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系曲的關(guān)系曲 線如圖所示，當(dāng)失調(diào)角線如圖

23、所示，當(dāng)失調(diào)角 =1 時的靜態(tài)整步時的靜態(tài)整步 轉(zhuǎn)矩稱比整步轉(zhuǎn)矩，其值愈轉(zhuǎn)矩稱比整步轉(zhuǎn)矩，其值愈 大，則系統(tǒng)靈敏度愈高。大，則系統(tǒng)靈敏度愈高。 T T m - 1 8 0 0 1 8 0 n自整角機控制系統(tǒng)中，當(dāng)失調(diào)角產(chǎn)生時，自整角機控制系統(tǒng)中，當(dāng)失調(diào)角產(chǎn)生時， 力矩自整角接收機輸出與失調(diào)角成正弦關(guān)系力矩自整角接收機輸出與失調(diào)角成正弦關(guān)系 的轉(zhuǎn)矩，直接帶動接收機軸上的機械負(fù)載，的轉(zhuǎn)矩，直接帶動接收機軸上的機械負(fù)載， 直至消除失調(diào)角。直至消除失調(diào)角。但力矩式自整角機力矩不但力矩式自整角機力矩不 大，如果機械負(fù)載較大，則采用控制式自整大，如果機械負(fù)載較大，則采用控制式自整 角機系統(tǒng)。角機系統(tǒng)。 n

24、控制式自整角機把失調(diào)角轉(zhuǎn)換為正弦關(guān)系控制式自整角機把失調(diào)角轉(zhuǎn)換為正弦關(guān)系 的電壓輸出，經(jīng)過電壓放大器放大后送到交的電壓輸出，經(jīng)過電壓放大器放大后送到交 流伺服電動機的控制繞組中，使伺服電機轉(zhuǎn)流伺服電動機的控制繞組中，使伺服電機轉(zhuǎn) 動，再經(jīng)齒輪減速后帶動機械負(fù)載轉(zhuǎn)動，直動，再經(jīng)齒輪減速后帶動機械負(fù)載轉(zhuǎn)動，直 到消除失調(diào)角到消除失調(diào)角。 四、自整角機的應(yīng)用：四、自整角機的應(yīng)用： 自整角機的應(yīng)用越來越廣泛，常用于位置自整角機的應(yīng)用越來越廣泛，常用于位置 和角度的遠(yuǎn)距離指示，如在飛機、艦船之中和角度的遠(yuǎn)距離指示，如在飛機、艦船之中 常用于角度位置、高度的指示，雷達系統(tǒng)中常用于角度位置、高度的指示，雷達

25、系統(tǒng)中 用于無線定位等等；另一方面常用于遠(yuǎn)距離用于無線定位等等；另一方面常用于遠(yuǎn)距離 控制系統(tǒng)中，如軋鋼機軋輥控制和指示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)中，如軋鋼機軋輥控制和指示系統(tǒng)、 核反應(yīng)堆的控制棒指示等等。核反應(yīng)堆的控制棒指示等等。 炮瞄雷達控制系統(tǒng)應(yīng)用炮瞄雷達控制系統(tǒng)應(yīng)用: 第二節(jié)第二節(jié) 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 一、定義：當(dāng)旋轉(zhuǎn)變壓器的定子繞組施加單一、定義：當(dāng)旋轉(zhuǎn)變壓器的定子繞組施加單 相交流電時，其轉(zhuǎn)子繞組輸出的電壓與轉(zhuǎn)子相交流電時，其轉(zhuǎn)子繞組輸出的電壓與轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)角成正弦余弦關(guān)系或線性關(guān)系等函數(shù)關(guān)系。轉(zhuǎn)角成正弦余弦關(guān)系或線性關(guān)系等函數(shù)關(guān)系。 二、分類：根據(jù)輸出的函二、分類：根據(jù)輸出的函 數(shù)關(guān)系的不同，

26、旋轉(zhuǎn)變壓數(shù)關(guān)系的不同，旋轉(zhuǎn)變壓 器可分為很多類，其中正器可分為很多類，其中正 余弦旋轉(zhuǎn)變壓器，線性旋余弦旋轉(zhuǎn)變壓器，線性旋 轉(zhuǎn)變壓器較為常用。轉(zhuǎn)變壓器較為常用。 三、正，余弦旋轉(zhuǎn)變壓器三、正，余弦旋轉(zhuǎn)變壓器 D3 D4 Z4 D1 D Z12 Z34 UD Z3 b D2 Z1 Z2 1、工作原理：、工作原理： 1）空載運行時：旋轉(zhuǎn)變壓器的定子鐵芯槽）空載運行時：旋轉(zhuǎn)變壓器的定子鐵芯槽 中裝有兩套完全相同的繞組中裝有兩套完全相同的繞組D1D2和和D3D4， 但在空間上相差但在空間上相差90 。轉(zhuǎn)子鐵芯槽中也裝。轉(zhuǎn)子鐵芯槽中也裝 有兩套完全相同的繞組有兩套完全相同的繞組Z1Z2和和Z3Z4，在，

27、在 空間上也相差空間上也相差90 ，每套繞組的有效匝數(shù)，每套繞組的有效匝數(shù) 為為NZ。 轉(zhuǎn)角：轉(zhuǎn)子上的輸出繞組轉(zhuǎn)角：轉(zhuǎn)子上的輸出繞組Z1Z2的軸線與定的軸線與定 子的直軸之間的角度叫做轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。子的直軸之間的角度叫做轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。 A：氣隙磁場：氣隙磁場 D與輸出繞組 與輸出繞組Z 1Z2相交鏈 相交鏈 的磁通的磁通 Z12=Dcos 。 B：另一輸出繞組：另一輸出繞組Z3Z4的軸線與磁場軸線的軸線與磁場軸線 （直軸）的夾角為（直軸）的夾角為90 - ，那么氣隙磁場，那么氣隙磁場 D與與Z3Z4相交鏈的磁通相交鏈的磁通 Z34=Dcos（90 - ）=Dsin ， 據(jù)上述分析，氣隙磁場據(jù)上述分

28、析，氣隙磁場D在勵磁繞組中所在勵磁繞組中所 感生的電動勢為感生的電動勢為 ： ED12 = 4.44fNDD 相對應(yīng)的在輸出繞組感應(yīng)的電動勢為：相對應(yīng)的在輸出繞組感應(yīng)的電動勢為： EZ12 = 4.44fNZDcos EZ34 = 4.44fNZDsin 另外輸出繞組與勵磁繞組的有效匝數(shù)比為另外輸出繞組與勵磁繞組的有效匝數(shù)比為 因而輸出繞組因而輸出繞組Z1Z2和和Z3Z4的端電壓分別為的端電壓分別為 UZ12 = KUDcos UZ34 = KUDsin Z D N K N 可見，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角可見，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角 的大小，輸出繞的大小，輸出繞 組組Z1Z2輸出的電壓按余弦規(guī)律變化，故又輸

29、出的電壓按余弦規(guī)律變化，故又 叫余弦輸出繞組，繞組叫余弦輸出繞組，繞組Z3Z4輸出的電壓按輸出的電壓按 正弦規(guī)律變化，故叫做正弦輸出繞組。正弦規(guī)律變化，故叫做正弦輸出繞組。 D 3 D4 Z4 D 1 F Z12 F Z12q U D Z3 D 2 Z1 Z2 FZ12d 2）負(fù)載運行時：）負(fù)載運行時： 在實際應(yīng)用中，輸出繞組都接有負(fù)載，在實際應(yīng)用中，輸出繞組都接有負(fù)載， 如如 圖所示：圖所示： 輸出繞組有電流流過，從而產(chǎn)生磁通勢，使氣輸出繞組有電流流過，從而產(chǎn)生磁通勢，使氣 隙磁場產(chǎn)生畸變，從而使輸出電壓產(chǎn)生畸變，隙磁場產(chǎn)生畸變，從而使輸出電壓產(chǎn)生畸變， 不再是轉(zhuǎn)角的正、余弦函數(shù)關(guān)系。不再是

30、轉(zhuǎn)角的正、余弦函數(shù)關(guān)系。這不是我們這不是我們 所希望的，所以我們就要想辦法去消除這個畸所希望的，所以我們就要想辦法去消除這個畸 變。變。補償?shù)姆椒ㄊ菑南驕p弱造成電壓畸變補償?shù)姆椒ㄊ菑南驕p弱造成電壓畸變 的交軸的交軸分量磁勢入手分量磁勢入手 D3 D4 Z4 D1 ZL UD Z3 D2 Z1 ZL Z2 兩個完全一樣的正余弦輸出繞組如果接的兩個完全一樣的正余弦輸出繞組如果接的 負(fù)載一樣，那么兩繞組產(chǎn)生的交軸方向負(fù)載一樣，那么兩繞組產(chǎn)生的交軸方向 的磁勢大小相等方向相反，剛好抵消，的磁勢大小相等方向相反，剛好抵消， 沒有交軸磁場沒有交軸磁場；而在直軸方向上磁勢為 兩繞組直軸分量磁勢之和。 注意注意：上面所闡述的二次側(cè)補償是有條件：上面所闡述的二次側(cè)補償是有條件 的，即的，即ZL=ZL，但如有偏差，交軸方向，但如有偏差，交軸方向 的磁勢不能完全抵消，輸出還是有畸變的磁勢不能完全抵消，輸出還是有畸變 的，為此可以采用一次側(cè)補償來消除交的，為此可以采用一次側(cè)補償來