自動控制元件控制自整角機

1、3-3控制式自整角機一、概述1、什么是控制式自整角機 控制式自整角機主要用于傳輸系統(tǒng)中，作為信號元件使用。通常與信號放大器、伺服電動機組成閉環(huán)系統(tǒng)。即接收方的機械軸角位移是由伺服電動機實現(xiàn)的，接收方轉(zhuǎn)子不施加交流電壓，不直接帶動負載轉(zhuǎn)動。 特點：系統(tǒng)中有功率放大環(huán)節(jié)，負載能力大，精度高，廣泛用于隨動系統(tǒng)中。2、分類 按用途分為三類（1）控制式自整角發(fā)送機輸入轉(zhuǎn)角信號，輸出電壓信號（2）控制式自整角變壓器將發(fā)送機送來的電信號轉(zhuǎn)變成與轉(zhuǎn)角呈正弦關(guān)系的電信號輸出。輸出設(shè)備，輸入電信號，輸出電壓信號。（3）控制式差動發(fā)送機它串接于發(fā)送機與自整角變壓器之間，將發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角與自身轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的和或差轉(zhuǎn)換成電

2、信號送自整角變壓器。3、結(jié)構(gòu)（1）控制式自整角發(fā)送機 結(jié)構(gòu)與力矩式發(fā)送機的結(jié)構(gòu)基本相同，只是在參數(shù)選擇上有差別。 為了降低磁路飽和程度，一般磁密設(shè)計的較低，勵磁繞組的匝數(shù)比力矩式的多；一般選用凸極式。（2）控制式自整角變壓器 定子放置整步繞組，轉(zhuǎn)子放置勵磁繞組，為了提高精度，一般選用隱極式。 為了保持氣隙磁場為正弦，轉(zhuǎn)子采用正弦繞組。二、工作原理控制式自整角機的工作原理如圖所示。自整角接收機工作在變壓器狀態(tài)，故又稱為自整角變壓器，其輸出繞組接交流伺服電動機的控制繞組。 失調(diào)角=1-2=0，自整角機此時的位置叫協(xié)調(diào)位置。1. 三相整步繞組的電勢和電流由發(fā)送機勵磁繞組產(chǎn)生的主磁場在其各相整步繞組中

3、感應(yīng)的電勢的有效值分別為 E1a=Ecos E1b=Ecos(1-120) E1c=Ecos(1+120)感應(yīng)電動勢最大有效值為 E=4.44fNKm 設(shè)自整角發(fā)送機的每相整步繞組的阻抗為Za，自整角變壓器每相整步繞組的阻抗為Zta。Ia=E1a/(Za+Zta)=Icos1Ib=E1b/(Za+Zta)=Icos(1-120)Ic=E1c/(Za+Zta)=Icos(1+120)式中為I= E/(Za+Zta)為發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角1=0時與勵磁繞組軸線重合的整步繞組中的電流（此時電流最大）。三相整步繞組星點連線中的電流為Ia +Ib +Ic=I (cos1+cos(1-120)+ cos(1+1

4、20)=0連線中并沒有電流，實際線路中并不需要連接。 2. 三相整步繞組磁勢自整角變壓器每相磁勢幅值為直軸分量：勵磁繞組為直軸，也稱為d軸交軸分量：交軸與直軸在空間相差90，稱為q軸。那么控制式自整角變壓器三相繞組的直軸分量磁勢為交軸分量的磁通勢為 ：合成磁勢為： 合成磁勢與失調(diào)角無關(guān)。 合成磁勢與直軸的夾角為： 合成磁勢與a相繞組軸線的夾角+2=1：即合成磁勢F2的空間位置總是與發(fā)送機轉(zhuǎn)子的空間位置相對應(yīng)。 3. 自整角變壓器的輸出電勢由于F2d 和F2q均為脈振磁勢，故可以產(chǎn)生脈振磁場。 若輸出繞組與直軸脈振磁場方向一致，則產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 ： 如果自整角變壓器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角2等于自整角發(fā)送機的

5、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角1，失調(diào)角=0，則自整角變壓器三相繞組合成磁勢所產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子輸出繞組同軸線，那么在轉(zhuǎn)子輸出繞組中感應(yīng)電動勢的值最大為U2m。 由上式知，自整角變壓器輸出電壓（電勢）為失調(diào)角的余弦函數(shù)，在實際控制系統(tǒng)中會帶來一些問題。（1）在失調(diào)角為0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。（2）失調(diào)角是有方向的，是順時針還是反時針是必須明確的，即的正負值是表明方向的，但上述系統(tǒng)中不管為正還是為負，其輸出的電壓都是正的，因為cos(-)=cos 為了解決上述問題，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)90作為起始位置，那么輸出繞組感應(yīng)電勢為：空載時，輸出

6、電壓U2=E2，負載時，輸出電壓下降，若選擇輸入阻抗大的放大器作為負載，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U2隨失調(diào)角變化的曲線如圖所示。自整角變壓器在協(xié)調(diào)位置即=0時，輸出電壓為0，當(dāng)=1時輸出的電壓值叫比電壓U，比電壓越大，控制系統(tǒng)越靈敏。 三、控制式自整角機的主要技術(shù)指標(biāo) 1、靜態(tài)誤差 2、 電氣誤差 3、比電壓 4、輸出相位移3-4 差動自整角機的結(jié)構(gòu)和工作原理一、概述在隨動系統(tǒng)中，如果目標(biāo)裝置由兩個或兩個以上裝置控制時，需要使用差動自整角機，如兩扇閘門的開度，艦船上雷達天線方位角的顯示，及軋鋼系統(tǒng)中。1、 分類控制式差動發(fā)送機力矩式差動發(fā)送機力矩式差動接收機2、

7、 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與繞線式異步電動機相同 定子：定子鐵心和定子繞組（Y型對稱連接） 轉(zhuǎn)子：鐵轉(zhuǎn)子心和轉(zhuǎn)子繞組（Y型對稱連接）一、運行原理1、 自整角發(fā)送機力矩式差動接收機自整角發(fā)送機接線：力矩式自整角發(fā)送機的勵磁繞組接同一單相交流電源，其整步繞組分別接差動接收機的定子和轉(zhuǎn)子。原理；1和2構(gòu)成控制式自整角系統(tǒng)，定子磁場轉(zhuǎn)角為113和2構(gòu)成控制式自整角系統(tǒng)，定子磁場轉(zhuǎn)角為12則接收機的定子和轉(zhuǎn)子的磁場角度為=1112“+”表示兩臺發(fā)送機反向旋轉(zhuǎn)“” 表示兩臺發(fā)送機同向旋轉(zhuǎn)由于角的存在，則會產(chǎn)生電磁力，拖動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過角，來達到協(xié)調(diào)位置。 2、自整角發(fā)送機力矩式差動發(fā)送機自整角接收機接線：自整角發(fā)送機與差動發(fā)送

8、機構(gòu)成控制式的自整角系統(tǒng)，同時差動發(fā)送機與力矩式接收機構(gòu)成力矩式自整角系統(tǒng)。原理：自整角發(fā)送機1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過11，差動發(fā)送機2定子繞組產(chǎn)生磁場位置與發(fā)送機轉(zhuǎn)子一致為11，差動發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過12角度時，此時定、轉(zhuǎn)子磁場的相對位置為=1112，（“+”表示兩臺發(fā)送機反向旋轉(zhuǎn)，“” 表示兩臺發(fā)送機同向旋轉(zhuǎn)），則力矩式接收機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過角，來達到協(xié)調(diào)位置。 3、自整角發(fā)送機力矩式差動發(fā)送機自整角接收機接線：控制式發(fā)送機與差動發(fā)送機構(gòu)成控制式的自整角系統(tǒng)，同時差動發(fā)送機與自整角變壓器構(gòu)成控制式自整角系統(tǒng)。原理：自整角發(fā)送機1轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過11，差動發(fā)送機2定子繞組產(chǎn)生磁場位置與發(fā)送機轉(zhuǎn)子一致為11，差動發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過

9、12角度時，此時定、轉(zhuǎn)子磁場的相對位置為=1112，（“+”表示兩臺發(fā)送機反向旋轉(zhuǎn)，“” 表示兩臺發(fā)送機同向旋轉(zhuǎn)），自整角變壓器的轉(zhuǎn)子輸出電壓為：U2=U2msin=U2msin(1112)3-5 自整角機的應(yīng)用自整角機的應(yīng)用越來越廣泛，常用于位置和角度的遠距離指示，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)中用于無線定位等等；另一方面常用于遠距離控制系統(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。 一、應(yīng)用 1、位置指示計2、艦艇火炮自動瞄準(zhǔn)二、自整角機使用注意事項：1、 各類自整角機在使用前必須先確定其基準(zhǔn)電氣誤差。2、對接使用的自整角機，對接繞組的額定電壓、額定頻率必須相同。3、力矩式自整角機所帶指針和刻度盤較重時，應(yīng)根據(jù)要求選擇比整步轉(zhuǎn)矩較大的自整角機。4、 理論分析時，認為發(fā)送機和接收機的結(jié)構(gòu)完全相同，實際上二者有區(qū)別