自整角機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器

1、自動(dòng)控制自動(dòng)控制 元件元件執(zhí)行執(zhí)行元件元件測(cè)量測(cè)量元件元件步進(jìn)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)伺服伺服電機(jī)電機(jī)永磁式永磁式磁阻式磁阻式( (反應(yīng)式反應(yīng)式) )直線電機(jī)直線電機(jī)直流伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)直線步進(jìn)直線步進(jìn)電機(jī)電機(jī)自動(dòng)控制元件框架自動(dòng)控制元件框架:交流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī)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(jī)直線直流電機(jī)異步式異步式同步式同步式直線交流電機(jī)直線交流電機(jī)異步式異步式同步式同步式兩相兩相三相三相測(cè)量測(cè)量元件元件測(cè)速發(fā)電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)自整角機(jī)自整角機(jī)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(cè)速機(jī)交流測(cè)速機(jī)直流測(cè)速機(jī)直流測(cè)速機(jī)自動(dòng)控制元件框架（補(bǔ)充）自動(dòng)控制

2、元件框架（補(bǔ)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(duì)式絕對(duì)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(jī)與第九章自整角機(jī)與旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 掌握掌握自整角機(jī)自整角機(jī)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(jī)、控制式力矩式自整角機(jī)、控制式自整角機(jī)自整角機(jī)和和正正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器工余弦旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理作原理 理解力矩式自整角機(jī)和控制式自整角機(jī)區(qū)別理解力矩式自整角機(jī)和控制式自整角機(jī)區(qū)別 了解

3、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(bǔ)補(bǔ)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(jī)自整角機(jī) 第二節(jié)第二節(jié) 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器本章重點(diǎn)：力矩式自整角機(jī)和控制式自整角機(jī)區(qū)別本章重點(diǎn)：力矩式自整角機(jī)和控制式自整角機(jī)區(qū)別本章難點(diǎn)：自整角機(jī)工作原理本章難點(diǎn)：自整角機(jī)工作原理四、教學(xué)過程：四、教學(xué)過程：二、教學(xué)時(shí)間安排：二、教學(xué)時(shí)間安排：5 5學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 第一節(jié)第一節(jié) 自整角機(jī)自整角機(jī)一、自整角機(jī)結(jié)構(gòu)和分類一、自整角機(jī)結(jié)構(gòu)和分類1.1.自整角機(jī)自整角機(jī): :是一種對(duì)角位移或角速度的偏差是一種對(duì)角位移或角速度

4、的偏差能自動(dòng)地整步的一種控制電機(jī)能自動(dòng)地整步的一種控制電機(jī), ,即用來(lái)實(shí)現(xiàn)即用來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)指示角度和同步傳輸角度的一類控制電自動(dòng)指示角度和同步傳輸角度的一類控制電機(jī)。機(jī)。自整角機(jī)必須成對(duì)或成組使用自整角機(jī)必須成對(duì)或成組使用.發(fā)送機(jī)發(fā)送機(jī): :產(chǎn)生信號(hào)的自整角機(jī)，它將軸上的轉(zhuǎn)產(chǎn)生信號(hào)的自整角機(jī)，它將軸上的轉(zhuǎn)角變換為電信號(hào)。角變換為電信號(hào)。 接收機(jī)接收機(jī): :接收信號(hào)的自整角機(jī)，它將發(fā)送機(jī)發(fā)接收信號(hào)的自整角機(jī)，它將發(fā)送機(jī)發(fā)送的電信號(hào)變換為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角，從而實(shí)現(xiàn)角送的電信號(hào)變換為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角，從而實(shí)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

5、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：?jiǎn)蜗鄤?lì)磁繞組，經(jīng)集電環(huán)單相勵(lì)磁繞組，經(jīng)集電環(huán) 和電刷后接勵(lì)磁電源。和電刷后接勵(lì)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(lì)磁繞組）定子（單相勵(lì)磁繞組）3.分類：分類：按輸出量不同可分為力矩式自整角機(jī)和按輸出量不同可分為力矩式自整角機(jī)和控制式自整角機(jī)兩種?？刂剖阶哉菣C(jī)兩種。二、二、控制式自整角機(jī)控制式自整角機(jī)工作原理：工作原理：1 1、發(fā)送機(jī)勵(lì)磁繞組通電時(shí)自整角機(jī)的磁、發(fā)送機(jī)勵(lì)磁繞組通電時(shí)

6、自整角機(jī)的磁 動(dòng)勢(shì)：動(dòng)勢(shì)：主令軸安裝發(fā)送機(jī)，從動(dòng)軸安裝接受機(jī)，主令軸安裝發(fā)送機(jī)，從動(dòng)軸安裝接受機(jī)，自整角機(jī)工作時(shí)，發(fā)送機(jī)的勵(lì)磁繞組接自整角機(jī)工作時(shí)，發(fā)送機(jī)的勵(lì)磁繞組接在單相交流電源上，發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的在單相交流電源上，發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的三相整步繞組中，同樣相號(hào)的引出線接三相整步繞組中，同樣相號(hào)的引出線接在一起，在一起，F(xiàn)發(fā)送機(jī)發(fā)送機(jī)(左邊左邊)，J接收機(jī)接收機(jī)(右邊右邊),把發(fā)送機(jī)勵(lì)磁繞組的軸線定把發(fā)送機(jī)勵(lì)磁繞組的軸線定為為d d 軸，與軸，與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(jī) J 發(fā) 送 機(jī) F Ia 1 2 a a E1a Ia Ia c b b

7、 c Ib Ic 原理分析：原理分析： 當(dāng)發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子上的勵(lì)磁繞組接入單相交流當(dāng)發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子上的勵(lì)磁繞組接入單相交流電流時(shí)，產(chǎn)生的是正弦分布的脈振磁場(chǎng)，電流時(shí)，產(chǎn)生的是正弦分布的脈振磁場(chǎng)，與發(fā)送機(jī)三相整步繞組相交鏈而感應(yīng)產(chǎn)與發(fā)送機(jī)三相整步繞組相交鏈而感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。如果發(fā)送機(jī)三相整步繞組的生電動(dòng)勢(shì)。如果發(fā)送機(jī)三相整步繞組的某相（如某相（如A相）與磁勵(lì)繞組的軸線重合作相）與磁勵(lì)繞組的軸線重合作為起始位置，那么此時(shí)該相的感應(yīng)電動(dòng)為起始位置，那么此時(shí)該相的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其有效值為勢(shì)，其有效值為 E = 4.44 f N kNm如果發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子的位置角為如果發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子的位置角為 1，如圖所示，那，如圖所示，那

8、么由發(fā)送機(jī)勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的主磁場(chǎng)在其各相整么由發(fā)送機(jī)勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的主磁場(chǎng)在其各相整步繞組中感應(yīng)的電勢(shì)的有效值分別為步繞組中感應(yīng)的電勢(shì)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(jī)的每相整步繞組的阻抗為設(shè)自整角發(fā)送機(jī)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(tái)自整角機(jī)的三相整步繞組的便于分析，把兩臺(tái)自整角機(jī)的三相整步繞組的星點(diǎn)連接起來(lái)，那么三相整步繞組的回路電流星點(diǎn)連接起來(lái)，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(diǎn)連線中

9、的電流為三相整步繞組星點(diǎn)連線中的電流為 I0 = Ia+Ib+Ic = Icos 1+Icos( -120 )+Icos( - 240 ) = 01111212coscosaaEEIIZZZZ1111212cos(120 )cos(120 )bbEEIIZZZZ1111212cos(240 )cos(120 )ccEEIIZZZZ 由于三相整步繞組的電勢(shì)都是由同一個(gè)脈由于三相整步繞組的電勢(shì)都是由同一個(gè)脈振磁通感應(yīng)產(chǎn)生，那么其合成磁勢(shì)為空間分振磁通感應(yīng)產(chǎn)生，那么其合成磁勢(shì)為空間分布的脈振磁勢(shì)。布的脈振磁勢(shì)。自整角發(fā)送機(jī)每相磁勢(shì)幅值為自整角發(fā)送機(jī)每相磁勢(shì)幅值為1114422coscosaaNNmF

10、I NkINkF1114422cos(120)cos(120)bbNNmFI NkINkF1114422cos(240)cos(240)ccNNmFI NkINkF把整步繞組中三個(gè)空間脈振磁勢(shì)分解為直軸把整步繞組中三個(gè)空間脈振磁勢(shì)分解為直軸分量和交軸分量，勵(lì)磁繞組為直軸分量和交軸分量，勵(lì)磁繞組為直軸(d軸軸)，交，交軸軸(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(jī)三相繞組的直軸分量控制式自整角發(fā)送機(jī)三相繞組的直軸分量磁勢(shì)為磁勢(shì)為F1d=F1acos 1+F1bcos( 1-120 )+F1ccos( 1-240 ) = Fmcos2 1+Fmcos2( 1-120 )

11、+Fmcos2( 1-240 ) = Fm交軸分量的磁通勢(shì)為交軸分量的磁通勢(shì)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 ) =0控制式自整角發(fā)送機(jī)的三相繞組合成磁勢(shì)沒控制式自整角發(fā)送機(jī)的三相繞組合成磁勢(shì)沒有交軸分量，只有直軸分量，即合成磁勢(shì)是有交軸分量，只有直軸分量，即合成磁勢(shì)是一個(gè)直軸磁勢(shì)，與勵(lì)磁繞組同軸，與一個(gè)直軸磁勢(shì)，與勵(lì)磁繞組同軸，與 1無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。自整角變壓器的三相繞組電流就是發(fā)送機(jī)自整角變壓器的三相繞組電流

12、就是發(fā)送機(jī)繞組電流，對(duì)發(fā)送機(jī)其電流是繞組電流，對(duì)發(fā)送機(jī)其電流是“流出流出”的，的，對(duì)接收機(jī)（自整角變壓器）其電流是對(duì)接收機(jī)（自整角變壓器）其電流是“流流入入”的，在接收機(jī)整步繞組中產(chǎn)生的磁通的，在接收機(jī)整步繞組中產(chǎn)生的磁通勢(shì)勢(shì)F1與與F1大小相等，方向相反，也與大小相等，方向相反，也與 1無(wú)無(wú)關(guān)。關(guān)。 Uf 12aE1aIacbbcIbIcF11a1=1-212F12.自整角變壓器的輸出電勢(shì)：自整角變壓器的輸出電勢(shì)： 如果如果 2= 1，轉(zhuǎn)子輸出繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)子輸出繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shì)與轉(zhuǎn)子輸出繞組軸線夾角為失子

13、合成磁勢(shì)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(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)子輸出繞組感生的電動(dòng)勢(shì)為：為：E2 = Emcos( 1 2) = Emcos 自整角變壓器輸出電壓（電勢(shì)）為失調(diào)角自整角變壓器輸出電壓（電勢(shì)）為失調(diào)角 的余弦函數(shù)，實(shí)際控制中會(huì)帶來(lái)問題。的余弦函數(shù)，實(shí)際控制中會(huì)帶來(lái)問題。（1）當(dāng)隨動(dòng)系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)位置（即失調(diào)角）當(dāng)隨動(dòng)系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)位置（即失調(diào)角 =0）時(shí)，希望輸出電壓為）時(shí)，希望輸出電壓為0，當(dāng)，當(dāng)0時(shí)，才有時(shí)，才有電壓信號(hào)輸出，送到交流伺服電動(dòng)機(jī)中，使伺電壓信號(hào)輸出，送到交流伺服電動(dòng)機(jī)中，使伺服電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)以清除服電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)以清除 ，但如按圖工作，在失，但如按

14、圖工作，在失調(diào)角為調(diào)角為0時(shí)，自整角變壓器輸出電壓反而最大，時(shí)，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(shí)際需要相反。增大，輸出電壓反而減小，與實(shí)際需要相反。（2）失調(diào)角）失調(diào)角 是有方向的，是順時(shí)針還是反時(shí)是有方向的，是順時(shí)針還是反時(shí)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?yàn)殡妷憾际钦?，因?yàn)镋cos(- )=Ecos .自整角發(fā)送機(jī)的自整角發(fā)送機(jī)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

15、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(shí)上，變壓器轉(zhuǎn)子輸出繞組放在交軸上，事實(shí)上，把自整角變壓器的轉(zhuǎn)子由原來(lái)的協(xié)調(diào)位置把自整角變壓器的轉(zhuǎn)子由原來(lái)的協(xié)調(diào)位置（ =0）處旋轉(zhuǎn)）處旋轉(zhuǎn)90 作為起始位置，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(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì) E2 = Em( -90 ) =Emsin 空載時(shí)，輸出電壓空載時(shí)，輸出電壓U2=E2，負(fù)載時(shí)，輸出電壓，負(fù)載時(shí)，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

16、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(shí)，輸出電壓時(shí)，輸出電壓為為0，當(dāng)，當(dāng) =1 時(shí)輸出的電壓值叫比電壓時(shí)輸出的電壓值叫比電壓U0，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。 U2 U2m -180 0 180 三、力矩式自整角機(jī)：三、力矩式自整角機(jī)： 在隨動(dòng)系統(tǒng)中，不需放大器和伺服電動(dòng)在隨動(dòng)系統(tǒng)中，不需放大器和伺服電動(dòng)機(jī)的配合，兩臺(tái)力矩式自整角機(jī)就可進(jìn)行機(jī)的配合，兩臺(tái)力矩式自整角機(jī)就可進(jìn)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(tái)電機(jī)的勵(lì)磁繞組接到同一單

17、相交流兩臺(tái)電機(jī)的勵(lì)磁繞組接到同一單相交流電源上，三相整步繞組對(duì)應(yīng)相接。假設(shè)三電源上，三相整步繞組對(duì)應(yīng)相接。假設(shè)三相整步繞組產(chǎn)生的磁勢(shì)在空間按正弦規(guī)律相整步繞組產(chǎn)生的磁勢(shì)在空間按正弦規(guī)律分布，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(shí)便可用迭加原理。么在分析時(shí)便可用迭加原理。 Uf 1aE1acbbcF11a12F12FfFfF22Ff12FfF21.直軸、交軸磁勢(shì)是如何產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的：直軸、交軸磁勢(shì)是如何產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的：（1）在直軸磁通（磁勢(shì)）下，在直軸磁通（磁勢(shì)）下，通電線圈產(chǎn)通電線圈產(chǎn)生的也是直軸磁勢(shì)，此時(shí)線圈也受到的電磁生的也是直軸磁勢(shì)，此時(shí)線圈也受到的電磁力力

18、F的方向如圖所示，顯然不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。的方向如圖所示，顯然不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。同樣的圖是產(chǎn)生交軸磁勢(shì)的線圈在交軸磁通同樣的圖是產(chǎn)生交軸磁勢(shì)的線圈在交軸磁通（磁勢(shì)）下也不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。（磁勢(shì)）下也不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。（2）在直軸磁通（磁勢(shì)）下，通電線圈產(chǎn)在直軸磁通（磁勢(shì)）下，通電線圈產(chǎn)生的是交軸磁勢(shì)，線圈邊受力方向相反，使生的是交軸磁勢(shì)，線圈邊受力方向相反，使線圈產(chǎn)生順時(shí)針力矩，最終使線圈停在線圈產(chǎn)生順時(shí)針力矩，最終使線圈停在水平水平位置，兩磁勢(shì)的軸線重合，同樣的，圖是產(chǎn)位置，兩磁勢(shì)的軸線重合，同樣的，圖是產(chǎn)生直軸磁勢(shì)的線圈在交軸磁通（磁勢(shì)）下受生直軸磁勢(shì)的線圈在交軸磁通（磁勢(shì)）下受到逆時(shí)針的轉(zhuǎn)矩。到逆時(shí)針的轉(zhuǎn)

19、矩。綜上所述，同軸磁勢(shì)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，直軸磁勢(shì)與綜上所述，同軸磁勢(shì)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，直軸磁勢(shì)與交軸磁勢(shì)能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是使兩磁交軸磁勢(shì)能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是使兩磁勢(shì)磁軸線靠攏。勢(shì)磁軸線靠攏。2.力矩自整角機(jī)的力矩及方向：力矩自整角機(jī)的力矩及方向：在接收機(jī)中，在接收機(jī)中，F(xiàn)2與勵(lì)磁磁勢(shì)與勵(lì)磁磁勢(shì)Ff是同軸磁勢(shì)，故是同軸磁勢(shì)，故不會(huì)產(chǎn)生力矩，而不會(huì)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(shì)則產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩：若把，不同軸的磁勢(shì)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

20、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(shí)產(chǎn)生的最大時(shí)產(chǎn)生的最大整步轉(zhuǎn)矩為整步轉(zhuǎn)矩為Tm，那接收機(jī)所產(chǎn)生的整步轉(zhuǎn)矩可，那接收機(jī)所產(chǎn)生的整步轉(zhuǎn)矩可以表達(dá)為以表達(dá)為T=Tmsin 當(dāng)當(dāng)失調(diào)角越大，自整角接收機(jī)產(chǎn)生的整步失調(diào)角越大，自整角接收機(jī)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(huì)消除失調(diào)角載，最終會(huì)消除失調(diào)角 ，此時(shí)，兩個(gè)力矩，此時(shí)，兩

21、個(gè)力矩式自整角機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角相等式自整角機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角相等 1= 2， = 1- 2=0，隨動(dòng)系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)位置。但實(shí)際上，隨動(dòng)系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)位置。但實(shí)際上，由于機(jī)械由于機(jī)械摩擦等原因的影響，使空載時(shí)失摩擦等原因的影響，使空載時(shí)失調(diào)角并不為調(diào)角并不為0，而存在著一個(gè)較小的，而存在著一個(gè)較小的 ，誤，誤差差 叫做靜態(tài)誤差，即自整角發(fā)送機(jī)和接叫做靜態(tài)誤差，即自整角發(fā)送機(jī)和接受機(jī)轉(zhuǎn)子停止不轉(zhuǎn)時(shí)的失調(diào)角。受機(jī)轉(zhuǎn)子停止不轉(zhuǎn)時(shí)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(dòng)，以減存在而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)距下使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，以減小失調(diào)角，換言之，是接收機(jī)跟隨發(fā)送機(jī)小失調(diào)角，換言之，是接收機(jī)跟隨發(fā)送機(jī)旋轉(zhuǎn)。失調(diào)角旋轉(zhuǎn)。失調(diào)角 與靜態(tài)整

22、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)角線如圖所示，當(dāng)失調(diào)角 =1 時(shí)的靜態(tài)整步時(shí)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 Tm - 1 8 0 0 1 8 0 n自整角機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)失調(diào)角產(chǎn)生時(shí)，自整角機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)失調(diào)角產(chǎn)生時(shí)，力矩自整角接收機(jī)輸出與失調(diào)角成正弦關(guān)系力矩自整角接收機(jī)輸出與失調(diào)角成正弦關(guān)系的轉(zhuǎn)矩，直接帶動(dòng)接收機(jī)軸上的機(jī)械負(fù)載，的轉(zhuǎn)矩，直接帶動(dòng)接收機(jī)軸上的機(jī)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(jī)力矩不但力矩式自整角機(jī)力矩不大，如果機(jī)械負(fù)載較大，則采用控制式自整大，如果機(jī)械負(fù)

23、載較大，則采用控制式自整角機(jī)系統(tǒng)。角機(jī)系統(tǒng)。n控制式自整角機(jī)把失調(diào)角轉(zhuǎn)換為正弦關(guān)系控制式自整角機(jī)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(dòng)機(jī)的控制繞組中，使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)流伺服電動(dòng)機(jī)的控制繞組中，使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)齒輪減速后帶動(dòng)機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)，直動(dòng)，再經(jīng)齒輪減速后帶動(dòng)機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)，直到消除失調(diào)角到消除失調(diào)角。四、自整角機(jī)的應(yīng)用：四、自整角機(jī)的應(yīng)用： 自整角機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，常用于位置自整角機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，常用于位置和角度的遠(yuǎn)距離指示，如在飛機(jī)、艦船之中和角度的遠(yuǎn)距離指示，如在飛機(jī)、艦船之中常用于角度位置、高度的指示，雷達(dá)系統(tǒng)中

24、常用于角度位置、高度的指示，雷達(dá)系統(tǒng)中用于無(wú)線定位等等；另一方面常用于遠(yuǎn)距離用于無(wú)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(jī)軋輥控制和指示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)中，如軋鋼機(jī)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(dá)控制系統(tǒng)應(yīng)用炮瞄雷達(dá)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(shí)，其轉(zhuǎn)子繞組輸出的電壓與轉(zhuǎn)子相交流電時(shí)，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

25、數(shù)關(guān)系的不同，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 Z21、工作原理：、工作原理：1）空載運(yùn)行時(shí)：旋轉(zhuǎn)變壓器的定子鐵芯槽）空載運(yùn)行時(shí)：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

26、，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(chǎng)：氣隙磁場(chǎng)D與輸出繞組與輸出繞組Z1Z2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(chǎng)軸線的軸線與磁場(chǎng)軸線（直軸）的夾角為（直軸）的夾角為90 - ，那么氣隙磁場(chǎng)，那么氣隙磁場(chǎng)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(chǎng)據(jù)上述分析，氣隙磁場(chǎng)D在勵(lì)磁繞組

27、中所在勵(lì)磁繞組中所感生的電動(dòng)勢(shì)為感生的電動(dòng)勢(shì)為 ：ED12 = 4.44fNDD相對(duì)應(yīng)的在輸出繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)為：相對(duì)應(yīng)的在輸出繞組感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)為：EZ12 = 4.44fNZDcos EZ34 = 4.44fNZDsin 另外輸出繞組與勵(lì)磁繞組的有效匝數(shù)比為另外輸出繞組與勵(lì)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 ZDNKN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，故又輸出的電壓按余弦規(guī)律變化，故又叫余弦輸出繞組，繞組

28、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。 D3 D4 Z4 D1 FZ12 FZ12q UD Z3 D2 Z1 Z2FZ12d2）負(fù)載運(yùn)行時(shí)：）負(fù)載運(yùn)行時(shí)： 在實(shí)際應(yīng)用中，輸出繞組都接有負(fù)載，在實(shí)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(shì)，使氣輸出繞組有電流流過，從而產(chǎn)生磁通勢(shì)，使氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生畸變，從而使輸出電壓產(chǎn)生畸變，隙磁場(chǎng)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

29、除這個(gè)畸所希望的，所以我們就要想辦法去消除這個(gè)畸變。變。補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ菑南驕p弱造成電壓畸變補(bǔ)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(shì)入手分量磁勢(shì)入手 D3 D4 Z4 D1 ZL UD Z3 D2 Z1 ZL Z2兩個(gè)完全一樣的正余弦輸出繞組如果接的兩個(gè)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(shì)大小相等方向相反，剛好抵消，的磁勢(shì)大小相等方向相反，剛好抵消，沒有交軸磁場(chǎng)沒有交軸磁場(chǎng)；而在直軸方向上磁勢(shì)為兩繞組直軸分量磁勢(shì)之和。注意注意：上面所闡述的二次側(cè)補(bǔ)償是有條件：上面所闡述的二次側(cè)補(bǔ)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(shì)不能完全抵消，輸出還是有畸變的磁勢(shì)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(bǔ)償來(lái)消除交的，為此可以采用一次側(cè)補(bǔ)償來(lái)消除交軸磁場(chǎng)。