力矩式自整角機(jī)工作原理及應(yīng)用

1、第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 11 控制式自整角機(jī)的原理電路圖第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 16 定子繞組中的電流 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 18 定子磁場(chǎng)的合成和分解 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 19 控制式自整角發(fā)送機(jī)、 變壓器的定子合成磁場(chǎng) 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 以上所分析的內(nèi)容就是控制式自整角機(jī)的工作原理。 簡(jiǎn)單歸納如下： (1) ZKF的轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場(chǎng)是一個(gè)脈振磁場(chǎng), 它在發(fā)送機(jī)定子繞組中感應(yīng)變壓器電勢(shì)。 定子各相電勢(shì)時(shí)間上同相位, 其有效值與定、 轉(zhuǎn)子間的相對(duì)位置有關(guān)。 (

2、2) ZKF定子合成磁場(chǎng)的軸線與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)的軸線重合, 但方向恰好相反。 (3) ZKF和ZKB的定子三相繞組對(duì)應(yīng)聯(lián)接, 兩機(jī)定子繞組的相電流大小相等、 方向相反,因而兩機(jī)定子合成磁場(chǎng)相對(duì)自己定子繞組位置的方向也應(yīng)相反。 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) (4) ZKB的輸出電勢(shì)的有效值E2=E2max sin, 其中叫失調(diào)角。 失調(diào)角=90-,角 是實(shí)際ZKB轉(zhuǎn)子繞組軸線(從Z2到Z1方向)偏移(超前)協(xié)調(diào)位置( 方向)的角度(取正號(hào))(圖 5 - 20 所示)。 協(xié)調(diào)位置為輸出電勢(shì)等于零的位置。 在失調(diào)角比較小時(shí), U 2=U 2max , 這里的單位取弧度(rad)。 tX第第3

3、3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 22 隨動(dòng)系統(tǒng)中的ZKF-ZKB 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 3 雷達(dá)俯仰角自動(dòng)顯示系統(tǒng)原理圖第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 5.4 帶有帶有“ZKC”的控制式自整角機(jī)的控制式自整角機(jī) 自整角機(jī)除了作成對(duì)(ZKF和ZKB)運(yùn)行外, 還可在ZKF和ZKB之間再接入控制式差動(dòng)發(fā)送機(jī)即ZKC作控制式運(yùn)行。 其目的是用來傳遞兩個(gè)發(fā)送軸的角度發(fā)送軸的角度和或角度差。和或角度差。第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 24 ZKF-ZKC-ZKB的工作原理 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 此磁場(chǎng)作為ZKB的勵(lì)磁磁場(chǎng), 它

4、與輸出繞組軸線的夾角為90-(1-2), 因此, 輸出電勢(shì)為 E2=E2max cos90-(1-2) =E2max sin(1-2) (5 - 14)第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 25 火炮相對(duì)于羅盤方位角的控制原理圖 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 5.5 力矩式自整角機(jī)的運(yùn)行力矩式自整角機(jī)的運(yùn)行 5.5.1 力矩式自整角機(jī)的工作原理 ZLF-ZLJ的工作原理如圖 5 - 26 所示。 圖中這一對(duì)力矩式自整角機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、 尺寸等完全一樣。 我們假定圖 5 - 26中ZLF的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組軸線位置, 是當(dāng)兩機(jī)加勵(lì)磁后, 由原來與ZLJ轉(zhuǎn)子軸線相同的位置人為地逆時(shí)針方

5、向旋轉(zhuǎn)角的位置, 當(dāng)忽略磁路飽和時(shí), 我們可分別討論ZLF和ZLJ單獨(dú)勵(lì)磁的作用, 然后進(jìn)行迭加。 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 26 力矩式自整角機(jī)的工作原理圖 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 27 載流線圈在合成磁場(chǎng)中所受到的力矩 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 5.5.2 力矩式自整角機(jī)的失調(diào)角和協(xié)調(diào)位置 力矩式自整角機(jī)的接收機(jī)ZLJ轉(zhuǎn)子在失調(diào)時(shí)能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩T來促使轉(zhuǎn)子和發(fā)送機(jī)ZLF轉(zhuǎn)子協(xié)調(diào), 這個(gè)轉(zhuǎn)矩是由電磁作用產(chǎn)生的, 我們稱之為整步轉(zhuǎn)矩。 由于磁密Bq=B sin起了關(guān)鍵作用, 故整步轉(zhuǎn)矩與sin成正比, 即 T=KB sin (5 - 15)

6、 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 28 整步轉(zhuǎn)矩與失調(diào)角的關(guān)系 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖 5 - 29為測(cè)量水塔內(nèi)水位第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 5.6 自整角機(jī)的選用和技術(shù)數(shù)據(jù)自整角機(jī)的選用和技術(shù)數(shù)據(jù) 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中, 如果遇到要求能夠“自動(dòng)跟隨”(或同步隨動(dòng))、 遠(yuǎn)距離測(cè)量、 伺服機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)距離控制等情況時(shí), 理所當(dāng)然應(yīng)選用自整角機(jī)。 在選擇自整角機(jī)時(shí), 必然牽扯到自整角機(jī)本身的技術(shù)數(shù)據(jù)以及在選用中應(yīng)注意的一些問題, 以下分別介紹。 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 5.6.1 自整角機(jī)的型號(hào)和技術(shù)數(shù)據(jù) 1.型號(hào) 選擇某自整角機(jī)時(shí), 一定要注

7、意到該電機(jī)銘牌上的型號(hào), 根據(jù)型號(hào)就可大體了解這臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行方式和尺寸大小。 例如： 某一自整角機(jī)型號(hào)為“36ZKF01”； 另一自整角機(jī)型號(hào)為“28ZKB02”； 再一自整角機(jī)型號(hào)為“70ZLJ01”。 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 5.6.1 自整角機(jī)的型號(hào)和技術(shù)數(shù)據(jù) 1.型號(hào) 選擇某自整角機(jī)時(shí), 一定要注意到該電機(jī)銘牌上的型號(hào), 根據(jù)型號(hào)就可大體了解這臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行方式和尺寸大小。 例如： 某一自整角機(jī)型號(hào)為“36ZKF01”； 另一自整角機(jī)型號(hào)為“28ZKB02”； 再一自整角機(jī)型號(hào)為“70ZLJ01”。 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 2.勵(lì)磁電壓 它是加在勵(lì)磁繞組上的電

8、壓。 對(duì)于ZKF、 ZLF、 ZLJ而言, 勵(lì)磁繞組就是轉(zhuǎn)子繞組； 而對(duì)于ZKB, 勵(lì)磁繞組是相當(dāng)于這里的定子繞組, 則勵(lì)磁電壓是指加在定子繞組上的最大線電壓, 其數(shù)值與所對(duì)接的ZKF定子繞組的最大線電壓一致, 例如“36ZKF01”的勵(lì)磁電壓為115 V。 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 3. 最大輸出電壓 它是指額定勵(lì)磁時(shí)自整角機(jī)副邊的最大線電壓。 例如“36ZKF01”的最大輸出電壓為90 V。 對(duì)于發(fā)送機(jī)和接收機(jī)均指定子繞組的最大線電勢(shì)； 對(duì)于ZKB, 則指轉(zhuǎn)子輸出繞組的最大電勢(shì), 此時(shí)它的定子繞組連接如圖 5 - 32或圖 5 - 33所示。 第第3 3章章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 4.空載電流和空載功率 空載電流和空載功率是指副邊空載時(shí), 勵(lì)磁繞組的電流和消耗的功率。 例如“36ZKF01”的空載電流為92 mA； 空載功率不大于2 W。 5.開路輸入阻抗 它是指副邊開路, 從原邊(即勵(lì)磁端)看進(jìn)去的等效阻抗。 對(duì)于發(fā)送機(jī)和接收機(jī)是指定子繞組開路, 從勵(lì)磁繞組兩端看進(jìn)去的阻抗； 對(duì)于ZKB是指輸出繞組開路, 從定子繞組兩端看進(jìn)去的阻抗。 例如“36ZKF01”的開路輸入阻抗為1.25 k。 第第3 3章章 步進(jìn)電