




已閱讀5頁,還剩24頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
9.3 感應(yīng)同步器,概述:高精度的轉(zhuǎn)角和線位移測(cè)量元件 工作原理:利用兩個(gè)平面形印制繞組的互感隨位置不同而變化的原理工作。激磁電壓頻率一般是120kHz。 分類:直線式測(cè)量直線位移;旋轉(zhuǎn)式測(cè)量轉(zhuǎn)角。 結(jié)構(gòu):固定部件和運(yùn)行部件兩部分,其上各有繞組。 優(yōu)點(diǎn) :有很高的精度和分辯率;抗干擾能力強(qiáng) ;可以作長(zhǎng)距離位移測(cè)量;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。 缺點(diǎn):輸出信號(hào)弱,信號(hào)處理麻煩,配套用于信號(hào)處理的電子設(shè)備(一般稱為數(shù)顯表)比較復(fù)雜,價(jià)格高。,直線式感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu),由定尺和滑尺兩部分組成,滑尺比定尺短。,定尺上繞組連續(xù),滑尺分為正弦和 余弦兩相繞組,繞組是由輻射狀的導(dǎo)片組成。轉(zhuǎn)子上的繞組是單相連續(xù)繞組,其徑向?qū)瑪?shù)也稱為極數(shù)。定子繞組是分段繞組,分為正弦和余弦兩大組,交替排列,各自串聯(lián)形成兩相繞組。 直徑越大,精度越高。,旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu),定子,轉(zhuǎn)子,直線式感應(yīng)同步器的工作原理,極距是相鄰金屬片中心 線間的距離。節(jié)距L = 2, 也稱檢測(cè)周期。正弦繞組s 和余弦繞組c相距3L / 4 。 定尺繞組通交流電激磁, 產(chǎn)生一個(gè)多極的脈振磁場(chǎng), 磁極之間的距離是,磁場(chǎng) 分布周期是節(jié)距L 。脈振磁場(chǎng) 在滑尺繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),有 效值隨滑尺位移作周期性變化, 周期為節(jié)距L 。,直線式感應(yīng)同步器的原理示意圖,表示極距,它等于相鄰金屬導(dǎo)片中心線間的距離,它也就是兩個(gè)相鄰的磁極軸線(中心線)之間的距離。L表示節(jié)距,它是定尺上磁場(chǎng)情況完全相同的最近兩點(diǎn)的距離,且有L=2。節(jié)距L也稱為檢測(cè)周期。相鄰的正弦繞組s和余弦繞組c之間相距3L/4即1.5。在定尺繞組中通入交流電激磁,在定尺平面附近將產(chǎn)生一個(gè)多極的脈振磁場(chǎng),定子磁場(chǎng)是周期性分布的,其分布周期就是節(jié)距L。設(shè)磁通最大瞬間磁通方向如圖中和所示。脈振磁場(chǎng)在滑尺繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),這電勢(shì)屬于變壓器電勢(shì),它的頻率應(yīng)與激磁電壓頻率相同,它的大?。ㄓ行е担┤Q于定、滑尺的耦合程度,即取決于定、滑尺的相對(duì)位置 。,直線式感應(yīng)同步器的工作原理,分析感應(yīng)電勢(shì)有效值與滑尺的位移x的關(guān)系。 在位置1,位移x=0,通過繞組c的磁通最大,感應(yīng)電勢(shì)也必然最大,設(shè)此時(shí)的電勢(shì)有效值為Ec, Ec=+Em。這時(shí)通過繞組s的磁通為零,所以繞組s的電勢(shì)有效值. Es=0 在位置2,x=L/4,繞組c中的磁通為零,所以Ec=0。這時(shí)通過繞組s的磁通最大,設(shè)Es=Em。 在位置3,x=L/2,繞組c中的磁通最大,且與位置1中的相反,表明電勢(shì)反相位且有效值最大,所以Ec=-Em。而繞組s中的磁通為零,所以Es=0。,直線式感應(yīng)同步器的工作原理,在位置4,x=3L/4,繞組c中的磁通為零,所以Ec=0。而繞組s中的磁通達(dá)到最大,但與位置2中的磁通方向相反,Es=-Em。表明電勢(shì)反相位且有效值最大。 當(dāng)位移x=L時(shí),繞組c、s將處于和位置1即x=0時(shí)完全相同的磁場(chǎng)位置,故c、s中的感應(yīng)電勢(shì)也與位置1時(shí)相同。 以上的分析表明輸出的電勢(shì)的大小隨滑尺位移x作周期性變化,周期為一個(gè)節(jié)距L或兩個(gè)極距2。 一般認(rèn)為感應(yīng)同步電勢(shì)的大小隨滑尺的位移量按正弦函數(shù)(或余弦函數(shù))變化。,直線式感應(yīng)同步器的工作原理,正弦繞組s和余弦繞組c中的感應(yīng)電勢(shì)有效值Es和Ec分別是位移x的正弦函數(shù)和余弦函數(shù),正、余弦函數(shù)的幅值為Em。,因?yàn)長(zhǎng)=2,所以有,直線式感應(yīng)同步器的工作原理,感應(yīng)同步器的電勢(shì)有效值示意圖,直線式感應(yīng)同步器的工作原理,感應(yīng)電勢(shì)的瞬時(shí)值 設(shè)激磁電壓為,則正弦繞組s和余弦繞組c中感應(yīng)電勢(shì)的瞬時(shí)值 和 為,旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的工作原理,當(dāng)轉(zhuǎn)子單相繞組激磁時(shí),形成的磁極個(gè)數(shù)與徑向?qū)瑪?shù)N相等,而極對(duì)數(shù)p為,兩相鄰導(dǎo)片間的夾角稱為極距 :,我們?nèi)≌依@組輸出電壓有效值 為零時(shí)的轉(zhuǎn)子位置作為電氣零位,感應(yīng)同步器轉(zhuǎn)子從基準(zhǔn)電氣零位起始的角位移稱為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角,記為,若激磁電壓仍為 ,則正、余弦繞組s和c中感應(yīng)電勢(shì)的瞬時(shí)值分別為,關(guān)于感應(yīng)電勢(shì)的幾個(gè)結(jié)論,當(dāng)單相連續(xù)繞組加激磁電壓 時(shí),無論是直線式感應(yīng)同步器,還是旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器,它們的正弦繞組s和余弦繞組c中的感應(yīng)電勢(shì)都是正余弦交變電勢(shì),頻率與激磁電壓相同,相位與激磁電壓相差900,它們的有效值瞬時(shí)值可以統(tǒng)一表示為,有效值,瞬時(shí)值,關(guān)于感應(yīng)電勢(shì)的幾個(gè)結(jié)論,對(duì)于直線式感應(yīng)同步器,對(duì)于旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器,當(dāng)正弦繞組s和余弦繞組c中分別換上有效值為U的正弦(或余弦)交流激磁電壓時(shí),它們?cè)趩蜗噙B續(xù)繞組中感應(yīng)的電勢(shì)的有效值分別(下標(biāo)2表示副端),無論是單相繞組激磁,感應(yīng)電勢(shì)都屬于同頻率的正弦電勢(shì),感應(yīng)電勢(shì)與激磁電壓的相位差是 。一般取感應(yīng)電勢(shì)超前激磁電壓。,感應(yīng)同步器的信號(hào)處理,需要解決的幾個(gè)問題: 1)正余弦函數(shù)在一個(gè)周期的范圍內(nèi),函數(shù)值和角度間并不是單值對(duì)應(yīng)關(guān)系。對(duì)于感應(yīng)同步器的輸出電壓和電角度e之間也同樣如此。 2)當(dāng)電角度超出一個(gè)周期的范圍,即線位移和角位移大于2個(gè)極距,這時(shí)必須記錄、變化周期的個(gè)數(shù)才能確定電角度。 3)輸出電壓的誤差大,但要求的測(cè)量精度很高。為了解決這些問題,就需要對(duì)感應(yīng)同步器輸出繞組的信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)處理。,感應(yīng)同步器的信號(hào)處理,感應(yīng)同步器有鑒相型和鑒幅型信號(hào)處理方式:又稱為鑒相工作狀態(tài)和鑒幅工作狀態(tài)。 鑒相型處理方式 鑒相型處理方式又稱鑒相工作狀態(tài),它是根據(jù)輸出電勢(shì)的相位來鑒別電角度。它又分為單相激磁和兩相激磁兩種方式,但輸出信號(hào)是相同的。,兩相激磁式 :在感應(yīng)同步器正弦繞組s、余弦繞組c上施加幅值和頻率相同、相位差為900的交流激磁電壓us和uc。即,感應(yīng)同步器的信號(hào)處理,兩個(gè)激磁繞組在單相繞組上感應(yīng)的電勢(shì)分別為,應(yīng)用迭加原理可知單相繞組總感應(yīng)電勢(shì) 為,此時(shí)輸出電勢(shì)的幅值是一個(gè)不變的常值,而輸出電勢(shì)的相位改變量等于電角度e。因此通過輸出的電勢(shì)信號(hào)的相位改變量就可以知道電角度e,從而可以求出對(duì)應(yīng)的線位移或角位移。,感應(yīng)同步器的信號(hào)處理,單相激磁式 這時(shí)感應(yīng)同步器的單相繞組加激磁電壓,將正弦繞組輸出電勢(shì)移相后再與余弦繞組的相加作為輸出電勢(shì)。,移相 后得,感應(yīng)同步器的信號(hào)處理,鑒幅型處理方式-鑒幅工作狀態(tài),根據(jù)輸出信號(hào)的幅值鑒別電角度e。 單相激磁和兩相激磁兩種方式 兩相激磁式 兩相激磁電壓的幅值要按一定規(guī)律變化,具體加至正、余弦繞組的激磁電壓為,激磁電壓的幅值為某一角度1的余弦和正弦函數(shù),其中1稱為指令位移角,是已知的。單相繞組的總感應(yīng)電勢(shì)為,感應(yīng)同步器的信號(hào)處理,當(dāng)鑒別出輸出電勢(shì)的幅值為零或使其為零時(shí)就說明 ,因此有 (k為零或整數(shù))。如能確保k=0,則 ,因1是已知的,所以就可確定e。這種求e的方法稱為鑒幅型處理方法或鑒零工作狀態(tài)。,感應(yīng)同步器的信號(hào)處理,單相激磁式 在單相繞組中加激磁電壓 。在正弦繞組s和余弦繞組c中的感應(yīng)電勢(shì)分別為,然后將它們送入函數(shù)變壓器或其它裝置中進(jìn)行變換 ,再送入加法器相加后作為輸出信號(hào)。,感應(yīng)同步器有幾種信號(hào)處理方式?簡(jiǎn)要說明工作原理,練習(xí)題,那么,若求出e,就可求出線位移x或角位移。,感應(yīng)同步器編碼裝置,鑒相型數(shù)字編碼裝置,感應(yīng)同步器把位移轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),而編碼裝置的任務(wù)就是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字編碼,編碼裝置也叫數(shù)顯表。,原理:鑒相工作狀態(tài)時(shí)感應(yīng)同步器輸出的電壓信號(hào)的表達(dá)式為,鑒相型數(shù)字編碼裝置,編碼的原理:將被測(cè)正弦信號(hào)e2與同頻率的基準(zhǔn)正弦信號(hào)的相位進(jìn)行比較,將二者的相位差e轉(zhuǎn)換成一定頻率的脈沖個(gè)數(shù)。,STB,D,計(jì)數(shù)器N,STA,SW,脈沖源,tn,N,原理方框圖,uB,uA,1,鑒相型數(shù)字編碼裝置,一、鑒相型編碼原理 將被測(cè)信號(hào) 與基準(zhǔn)信號(hào) 的 相位進(jìn)行比較,求出相位差 并轉(zhuǎn)換成脈沖個(gè)數(shù)。 整形電路 ,雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器, 上升沿觸發(fā)。 計(jì)數(shù)器只在 , 時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)。,相位數(shù)字轉(zhuǎn)換原理圖,鑒相型數(shù)字編碼裝置,圖中STA、STB是整形電路,它把正弦波變成方波,uA是基準(zhǔn)正弦信號(hào),uB是被檢測(cè)信號(hào),如感應(yīng)同步器輸出信號(hào)e2。經(jīng)整形后,uA變成uA,uB變成uB, SW是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,上升沿觸發(fā)。uA接置0端,uB接置1端,D是與門,脈沖源發(fā)出的脈沖信號(hào)始終加在D的一個(gè)輸入端。D的另一個(gè)輸入端與SW的1端相聯(lián)。SW輸出為1時(shí),脈沖才能通過與門送到計(jì)數(shù)器,而SW輸出為1的時(shí)間受相位角e的控制,見圖的波形 t0:uA將SW置0,與門D關(guān)閉; tt1:uB將SW置1,與門D打開,脈沖進(jìn)入計(jì)數(shù)器; tt2:uA又將SW置0,與門D關(guān)閉,脈沖停止進(jìn)入計(jì)數(shù)器。 所以脈沖只在t1t2, t3t4之間輸出1,使與門打開。計(jì)數(shù)器只在tt2t1,t t4t3時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù),所計(jì)的脈沖個(gè)數(shù)代表了uA、uB的相位差e。,鑒相型數(shù)字編碼裝置,由圖知t1時(shí)刻的uB與t2時(shí)刻的uA相等,所以 若e的絕對(duì)值小于2,則,故 設(shè)時(shí)鐘脈沖周期為tn,t時(shí)間內(nèi)進(jìn)入計(jì)數(shù)器的脈沖個(gè)數(shù)為N,則,所以,求出e后就可求出對(duì)應(yīng)的線位移或角位移。而且當(dāng)一定時(shí),一個(gè)脈沖所代表的相位移取決于時(shí)鐘脈沖周期。,三大部分 1.位移變成電信號(hào) 包括時(shí)鐘 脈沖、絕對(duì)相位基準(zhǔn)、激磁、 感應(yīng)同步器和濾波整形電路。 2.求電信號(hào)相位并轉(zhuǎn)成數(shù)字 包括時(shí)鐘脈沖、相對(duì)相位基準(zhǔn)和鑒相器。 3 .計(jì)數(shù)及顯示 包括 計(jì)數(shù)脈沖門、顯示計(jì)數(shù)器、加減計(jì)數(shù)邏輯、絕對(duì)零點(diǎn)、譯碼顯示等。,鑒相型數(shù)顯表,鑒幅型數(shù)顯表,指令角 是已知的,代表感應(yīng)同步器的激磁電壓幅值。 轉(zhuǎn)
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 設(shè)計(jì)公司前臺(tái)管理制度
- 設(shè)計(jì)招標(biāo)文件管理制度
- 診所醫(yī)療感染管理制度
- 診所隱患臺(tái)賬管理制度
- 貨場(chǎng)租賃使用管理制度
- 貨物抵協(xié)議書范本
- 個(gè)人分賬協(xié)議書范本大全
- 懲治老婆協(xié)議書范本
- 員工持干股協(xié)議書范本
- 自然界的啟示寫景抒情類議論文11篇范文
- 《癌痛與癌痛治療》課件
- 經(jīng)空氣傳播疾病醫(yī)院感染預(yù)防與控制規(guī)范課件
- 冠心病合并糖尿病血脂管理
- GB/T 43492-2023預(yù)制保溫球墨鑄鐵管、管件和附件
- PDCA循環(huán)在我院靜脈用藥調(diào)配中心用藥錯(cuò)誤管理中的應(yīng)用靜配中心質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)案例
- 精神病患者攻擊行為預(yù)防
- 《議程設(shè)置理論》課件
- 二單元稅率利率復(fù)習(xí)課
- GB/Z 43281-2023即時(shí)檢驗(yàn)(POCT)設(shè)備監(jiān)督員和操作員指南
- 農(nóng)藥經(jīng)營(yíng)56學(xué)時(shí)培訓(xùn)模擬試題
- 衣柜全屋定制家具施工方案
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論