第六控制用電機-課件

第六章控制用電機§6—1．伺服電動機§6—2．測速發(fā)電機§6—3．自整角機§6—4．旋轉(zhuǎn)變壓器§6—5．步進電動機第六章控制用電機§6—1．伺服電動機1學(xué)習(xí)第六章應(yīng)該注意的點第六章學(xué)習(xí)應(yīng)注意的幾個問題：1.控制電機的特點和要求是什么？2.伺服電動機是怎么工作的？它與單相異步電動機有什么差異？3.測速發(fā)電機的用途是什么？如何工作？4.自整角機的結(jié)構(gòu)如何？控制式和力矩式自整角機分別是怎樣工作的？整步繞組的電流是單相還是三相？5.各種控制電機在什么場合使用？有什么特點？本章主要是原理性的概念不要求計算。相對比較難的點：1.交流伺服電機“自轉(zhuǎn)”問題的克服；2.自整角機的工作原理。控制用電機：用途：——主要用于自動控制系統(tǒng)，檢測、比較、放達和執(zhí)行。要求：——精度、靈敏度、穩(wěn)定、可靠高，體小重輕，耗電少。特點：——尺寸相對較大（不飽和），電流密度?。ㄕ`差?。?，功率?。ú皇且阅芰哭D(zhuǎn)換為主，而是以控制為主）。學(xué)習(xí)第六章應(yīng)該注意的點第六章學(xué)習(xí)應(yīng)注意的幾個問題：控制用電機2§6-1.伺服電動機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：1.交流伺服電動機：

主要點：結(jié)構(gòu)、特點，“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的克服。2.直流伺服電動機：

主要點：結(jié)構(gòu)、特點?！?-1.伺服電動機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：36.1伺服電動機

伺服電動機的作用是將輸入的電壓信號（即控制電壓）轉(zhuǎn)換成軸上的角位移或角速度輸出，在自動控制系統(tǒng)中常作為執(zhí)行元件，所以伺服電動機又稱為執(zhí)行電動機，其最大特點是：有控制電壓時轉(zhuǎn)子立即旋轉(zhuǎn)，無控制電壓時轉(zhuǎn)子立即停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速是由控制電壓的方向和大小決定的。伺服電動機分為交流和直流兩大類。6.1伺服電動機伺服電動機的作用46.1.1交流伺服電動機1．基本結(jié)構(gòu)交流伺服電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，如圖6.1、圖6.2所示。定子鐵心通常用硅鋼片疊壓而成。定子鐵心表面的槽內(nèi)嵌有兩相繞組，其中一相繞組是勵磁繞組，另一相繞組是控制繞組，兩相繞組在空間位置上互差90°電角度。工作時勵磁繞組f與交流勵磁電源相連，控制繞組k加控制信號電壓。1—外定子鐵心；2—杯形轉(zhuǎn)子；3—內(nèi)定子鐵心；4—轉(zhuǎn)軸；5—軸承；6—定子繞組

圖6.1杯形轉(zhuǎn)子伺服電動機結(jié)構(gòu)圖6.1.1交流伺服電動機1．基本結(jié)構(gòu)1—外定子鐵心；5

轉(zhuǎn)子的形式有兩種，一種是籠式轉(zhuǎn)子，其繞組由高電阻率的材料制成，繞組的電阻較大，籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，但其轉(zhuǎn)動慣量較大。另一種是空心杯轉(zhuǎn)子，它由非磁性材料制成杯形，可看成是導(dǎo)條數(shù)很多的籠式轉(zhuǎn)子，其杯壁很薄，因而其電阻值較大。轉(zhuǎn)子在內(nèi)外定子之間的氣隙中旋轉(zhuǎn)，因空氣隙較大而需要較大的勵磁電流?？招谋无D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量較小，響應(yīng)迅速。

圖6.2交流伺服電動機原理圖轉(zhuǎn)子的形式有兩種，一種是籠式轉(zhuǎn)子，其6

2．工作原理

交流伺服電動機的工作原理和電容分相式單相異步電動機相似。在沒有控制電壓時，氣隙中只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場，轉(zhuǎn)子上沒有啟動轉(zhuǎn)矩而靜止不動。當(dāng)有控制電壓且控制繞組電流和勵磁繞組電流不同相時，則在氣隙中產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)。但是對伺服電動機要求不僅是在控制電壓作用下就能啟動，且電壓消失后電動機應(yīng)能立即停轉(zhuǎn)。如果伺服電動機控制電壓消失后像一般單相異步電動機那樣繼續(xù)轉(zhuǎn)動，則出現(xiàn)失控現(xiàn)象，我們把這種因失控而自行旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為自轉(zhuǎn)。

2．工作原理

交流伺服電動機的工作原7

在單相異步電動機工作原理中，當(dāng)起動結(jié)束后，單相電流產(chǎn)生的脈振磁場仍然使電機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。如果交流伺服電機工作時將控制繞組斷電，此時按伺服電機用途要求電機停止轉(zhuǎn)動，但若電機的結(jié)構(gòu)與單相異步電動機完全相同時，伺服電機就不可能停止轉(zhuǎn)動，這就是所謂“自轉(zhuǎn)”問題?！白赞D(zhuǎn)”問題單相異步電動機的機械特性單相則“自轉(zhuǎn)”在單相異步電動機工作原理中，當(dāng)起動結(jié)束后，單相電流產(chǎn)8旋轉(zhuǎn)磁場分解1.正相序運行時轉(zhuǎn)差率為:S+=(n0-n)/n02.反相序運行時轉(zhuǎn)差率為:S_=[n0-(-n)]/n0=[2n0-(n0-n)]/n0有:S++S_=2;由T=f(S)曲線分析旋轉(zhuǎn)磁場分解1.正相序運行時轉(zhuǎn)差率為:9

通過對機械特性的分析，當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻足夠大時,(P33)則Sm＞1。此時，單相脈振磁場分解成兩個旋轉(zhuǎn)磁場，其中反向磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩比正向磁場產(chǎn)生的大，因此，電機總的電磁轉(zhuǎn)矩就為負值（制動轉(zhuǎn)矩），電機就能快速停轉(zhuǎn)?！白赞D(zhuǎn)”問題的克服通過對機械特性的分析，當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻足夠大時,(10

為消除交流伺服電動機的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，必須加大轉(zhuǎn)子電阻r2，這是因為當(dāng)控制電壓消失后，伺服電動機處于單相運行狀態(tài)，若轉(zhuǎn)子電阻很大，使臨界轉(zhuǎn)差率[sm>1]這時正負序旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩特性曲線（）以及合成轉(zhuǎn)矩特性曲線（）如圖6.3所示。由圖中可看出，合成轉(zhuǎn)矩的方向與電機旋轉(zhuǎn)方向相反，是一個制動轉(zhuǎn)矩，這就保證了當(dāng)控制電壓消失后轉(zhuǎn)子仍轉(zhuǎn)動時，電動機將被迅速制動而停下。轉(zhuǎn)子電阻加大后，不僅可以消除自轉(zhuǎn)，還具有擴大調(diào)速范圍、改善調(diào)節(jié)特性、提高反應(yīng)速度等優(yōu)點。圖6.3伺服電動機單相運行時的M-S曲線

為消除交流伺服電動機的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，必須113．控制方法可采用下列三種方法來控制伺服電動機的轉(zhuǎn)速高低及旋轉(zhuǎn)方向。（1）幅值控制保持控制電壓與勵磁電壓間的相位差不變，僅改變控制電壓的幅值。（2）相位控制保持控制電壓的幅值不變，僅改變控制電壓與勵磁電壓間的相位差。（3）幅-相控制同時改變控制電壓的幅值和相位。交流伺服電動機的輸出功率一般在100W以下。電源頻率為50Hz時，其電壓有36V,100V,220V,380V數(shù)種。當(dāng)頻率為400Hz時，電壓有20V，36V，115V多種。交流伺服電動機運行平穩(wěn)，噪音小，但控制特性為非線性并且因轉(zhuǎn)子電阻大而使損耗大，效率低。與同容量直流伺服電動機相比體積大，質(zhì)量大，所以只適用于0.5W～100W的小功率自動控制系統(tǒng)中。3．控制方法可采用下列三種方法來控制伺服126.1.2直流伺服電動機1．基本結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的直流伺服電動機實質(zhì)是容量較小的普通直流電動機，有他勵式和永磁式兩種，其結(jié)構(gòu)與普通直流電動機的結(jié)構(gòu)基本相同。杯形電樞直流伺服電動機的轉(zhuǎn)子由非磁性材料制成空心杯形圓筒，轉(zhuǎn)子較輕而使轉(zhuǎn)動慣量小，響應(yīng)快速。轉(zhuǎn)子在由軟磁材料制成的內(nèi)、外定子之間旋轉(zhuǎn)，氣隙較大。無刷直流伺服電動機用電子換向裝置代替了傳統(tǒng)的電刷和換向器，使之工作更可靠。它的定子鐵心結(jié)構(gòu)與普通直流電動機基本相同，其上嵌有多相繞組，轉(zhuǎn)子用永磁材料制成。6.1.2直流伺服電動機1．基本結(jié)構(gòu)132．基本工作原理傳統(tǒng)直流伺服電動機的基本工作原理與普通直流電動機完全相同，依靠電樞電流與氣隙磁通的作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使伺服電動機轉(zhuǎn)動。通常采用電樞控制方式，即在保持勵磁電壓不變的條件下，通過改變電樞電壓來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。電樞電壓越小，則轉(zhuǎn)速越低；電樞電壓為零時，電動機停轉(zhuǎn)。由于電樞電壓為零時電樞電流也為零，電動機不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，不會出現(xiàn)“自轉(zhuǎn)”。2．基本工作原理傳統(tǒng)直流伺服電動機的14直流伺服電動機的特點：∵電阻大，∴機械特性軟。與交流比較，特性是線性的。交流與直流伺服電動機的特點：交流：——非線性（由控制解決）；反應(yīng)靈敏；體??；便宜；用廣。

直流：——線性；滑動接觸；火花干擾；慣性大；體大；相對價高。

伺服電機特點：⑴.反應(yīng)迅速；⑵.精度高。[第一節(jié)要點]：要求；結(jié)構(gòu)原理（交流“自轉(zhuǎn)”的克服）；特點。機械特性直流伺服電動機的特點：∵電阻大，∴機械特性軟。與交流比較，特15§6-2.測速發(fā)電機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：交流測速發(fā)電機：

主要點：測速原理（轉(zhuǎn)動才有電壓），結(jié)構(gòu)、特點。直流測速發(fā)電機：

主要點：測速原理（n與U的關(guān)系），結(jié)構(gòu)、特點。測速發(fā)電機現(xiàn)在有被單片機系統(tǒng)取代的趨勢?！?-2.測速發(fā)電機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：測速發(fā)電機現(xiàn)在有166.2.1交流測速發(fā)電機1．基本結(jié)構(gòu)

異步測速發(fā)電機是自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多的一種交流測速發(fā)電機，它的結(jié)構(gòu)與交流伺服電動機相似，如圖8.4所示。它主要由定子、轉(zhuǎn)子組成，根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同分為籠式轉(zhuǎn)子和空心杯轉(zhuǎn)子兩種。空心杯轉(zhuǎn)子的應(yīng)用較多，它由電阻率較大、溫度系數(shù)較小的非磁性材料制成，以使測速發(fā)電機的輸出特性線性度好、精度高。杯壁通常只有0.2mm～0.3mm的厚度，轉(zhuǎn)子較輕以使測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)動慣性較小。

1—空心杯轉(zhuǎn)子；2—外定子；3—內(nèi)定子；4—勵磁繞組；5—輸出繞組圖6.4空心杯轉(zhuǎn)子測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)6.2.1交流測速發(fā)電機1．基本結(jié)構(gòu)1—空心杯轉(zhuǎn)子；17

空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機的定子分為內(nèi)、外定子。內(nèi)定子上嵌有輸出繞組，外定子上嵌有勵磁繞組并使兩繞組在空間位置上有相差90°電角度。內(nèi)外定子的相對位置是可以調(diào)節(jié)的，可通過轉(zhuǎn)動內(nèi)定子的位置來調(diào)節(jié)剩余電壓，使剩余電壓為最小值。1—空心杯轉(zhuǎn)子；2—外定子；3—內(nèi)定子；4—勵磁繞組；5—輸出繞組圖6.4空心杯轉(zhuǎn)子測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機的定子分為內(nèi)18

2．基本工作原理

異步測速發(fā)電機的工作原理可以由圖6.5來說明。圖中N1是勵磁繞組，N2是輸出繞組。由于轉(zhuǎn)子電阻較大，為分析方便起見，忽略轉(zhuǎn)子漏抗的影響，認為感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢同相位。給勵磁繞組N1加頻率f恒定，電壓Uf恒定的單相交流電，測速發(fā)電機的氣隙中便會生成一個頻率為f、方向為勵磁繞組N1軸線方向（即d軸方向）的脈振磁動勢及相應(yīng)的脈振磁通，分別稱為勵磁磁動勢及勵磁磁通。圖6.5異步測速發(fā)電機的原理圖

2．基本工作原理

異步測速發(fā)電機19

當(dāng)轉(zhuǎn)子不動時，勵磁磁通在轉(zhuǎn)子繞組（空心杯轉(zhuǎn)子實際上是無窮多導(dǎo)條構(gòu)成的閉合繞組）中感應(yīng)出變壓器電動勢，變壓器電動勢在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)子電流由d軸的一邊流入而在另一邊流出，轉(zhuǎn)子電流所生成的磁動勢及相應(yīng)的磁通也是脈振的且沿d軸方向脈振，分別稱為轉(zhuǎn)子直軸磁動勢及轉(zhuǎn)子直軸磁通。勵磁磁動勢與轉(zhuǎn)子直軸磁動勢都是沿d軸方向脈振的，兩個磁動勢合成而產(chǎn)生的磁通也是沿d軸方向脈振的，稱之為直軸磁通。由于直軸磁通與輸出繞組N2不交鏈，所以輸出繞組沒有感應(yīng)電動勢，其輸出電壓U2=0。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子繞組切割直軸磁通產(chǎn)生切割電動勢Eq。由于直軸磁通是脈振的，因此切割電動勢Eq也是交變的，其頻率也就是直軸磁通的頻率f，切割電動勢在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生頻率相同的交變電流Iq，電流Iq由q軸的一側(cè)流入而在另一側(cè)流出，電流Iq形成的磁動勢及相應(yīng)的磁通是沿q軸方向以頻率脈振的，分別稱為交軸磁動勢Fq及交軸磁通。交軸磁通與輸出繞組N2交鏈，在輸出繞組中感應(yīng)出頻率為f的交變電勢E2。當(dāng)轉(zhuǎn)子不動時，勵磁磁通在轉(zhuǎn)子繞組（空20

以頻率f交變的切割電動勢與其轉(zhuǎn)子繞組所切割的直軸磁通、切割速度n及由電機本身結(jié)構(gòu)決定的電動勢常數(shù)Ke有關(guān)，它的有效值為（6-1）以頻率f交變的輸出繞組感應(yīng)電勢，與輸出繞組交鏈的交軸磁通及輸出繞組的匝數(shù)N2有關(guān)，它的有效值E2為（6-2）由此看出，當(dāng)勵磁電壓Uf及頻率f恒定時有（6-3）即E2與n成正比關(guān)系?？梢?，異步測速發(fā)電機可以將其轉(zhuǎn)速值一一對應(yīng)地轉(zhuǎn)換成輸出電壓值。輸出電壓U2與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線稱為輸出特性，如圖6.6所示。實際上，由于存在漏阻抗、負載變化等問題，直軸磁通是變化的，輸出電壓與轉(zhuǎn)速不是嚴格的正比關(guān)系，輸出特性呈現(xiàn)非線性，如圖6.6中曲線1所示。圖6.6異步測速發(fā)電機的輸出特性以頻率f交變的切割電動勢與其轉(zhuǎn)子216.2.2直流測速發(fā)電機1．基本結(jié)構(gòu)直流測速發(fā)電機在結(jié)構(gòu)上與普通小微型直流發(fā)電機相同，通常是兩極電機，分為他勵式和永磁式兩種。他勵式測速發(fā)電機的磁極由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成，在勵磁繞組中通入直流電流便可以建立極性恒定的磁場。它的勵磁繞組電阻會因電機工作溫度的變化而變化，使勵磁電流及其生成的磁通隨之變化，產(chǎn)生線性誤差。永磁式測速發(fā)電機的磁極由永久磁鐵構(gòu)成，不需勵磁電源。磁極的熱穩(wěn)定性較好，磁通隨電機工作溫度的變化而變化的程度很小，但易受機械振動的影響而引發(fā)不同程度的退磁。6.2.2直流測速發(fā)電機1．基本結(jié)構(gòu)222．基本工作原理直流測速發(fā)電機的工作原理可由圖6.7來說明。當(dāng)勵磁電壓Uf恒定且主磁通

不變時，測速發(fā)電機的電樞與被測機械連軸而隨之以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，電樞導(dǎo)體切割主磁通

而在其中生成感應(yīng)電動勢E。電動勢E的極性決定于測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)向，電動勢E的大小與轉(zhuǎn)速成正比，即測速發(fā)電機空載時，其輸出電壓U為圖6.7直流測速發(fā)電機原理圖2．基本工作原理直流測速發(fā)電機的工23測速發(fā)電機負載時，電樞繞組中因流過電樞電流I而在電樞繞組電阻ra上產(chǎn)生電壓降I·ra，如果忽略電樞反應(yīng)、工作溫度對主磁通

的影響，忽略電刷與換向器之間的接觸壓降，則有（6-4）得（6-5）由上式可見，只要主磁通、接觸電壓降、電樞電阻ra、負載電阻RL為常數(shù)，則輸出電壓U與電機的轉(zhuǎn)速n成線性關(guān)系。輸出電壓U隨電機轉(zhuǎn)速n變化而變化的關(guān)系曲線，稱為輸出特性，如圖6.8所示。負載電阻RL的值越大時，的斜率越大，測速發(fā)電機的靈敏度越高。

1—RL較??；2—RL較大圖6.8直流測速發(fā)電機的輸出特性測速發(fā)電機負載時，電樞繞組中因流過24一、交流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)：原理：

結(jié)構(gòu)與交流伺服電動機相同，只是繞組名稱不同：1.勵磁繞組；2.輸出繞組。轉(zhuǎn)子靜止：

勵磁繞組產(chǎn)生的磁通在轉(zhuǎn)子繞組上感應(yīng)電勢，產(chǎn)生電流。轉(zhuǎn)子磁勢不與輸出繞組交鏈，所以，輸出繞組不感應(yīng)電勢，即：輸出電壓為零，U2=0。一、交流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)：原理：結(jié)構(gòu)與交流伺服電動25轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動：轉(zhuǎn)子反向轉(zhuǎn)動：

交流測速發(fā)電機的特點：簡單、便宜，但精度較低。

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動：轉(zhuǎn)子繞組不僅有（靜止感應(yīng)）的變壓器電勢，還存在（切割產(chǎn)生）的電動機電勢，電動機電勢產(chǎn)生電流和磁勢與定子的輸出繞組交鏈，使輸出U2∝n；

轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)：電動機電勢相位變反，輸出繞組感應(yīng)的電壓，U2相位也變反。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的情況電壓反向轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動：轉(zhuǎn)子反向轉(zhuǎn)動：交流測速發(fā)電機的特點：簡26二、直流測速發(fā)電機

直流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)：與普通直流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)相同。不同點：磁路不飽和，電樞繞組電阻較大。

原理：勵磁繞組接電源，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，電樞繞組感應(yīng)電動勢正比于轉(zhuǎn)速，若測速發(fā)電機的輸出繞組（電樞）接上負載，則發(fā)電機將向負載提供電壓信號，輸出電壓U2與轉(zhuǎn)速成正比（磁路不飽和）。特點：精度高，線性；但價格較貴。[第二節(jié)要點]：工作原理，了解誤差原因及影響。二、直流測速發(fā)電機直流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)：與普通直流發(fā)電27§6-3.自整角機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：力矩式自整角機：

主要點：工作原理（如何跟隨），結(jié)構(gòu)、特點?？刂剖阶哉菣C：

主要點：工作原理（輸出什么），結(jié)構(gòu)、特點。自整角機在船上主要用作舵角指示器、車鐘等。§6-3.自整角機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：自整角機在船上主要28

自整角機又稱為“軟軸”或“電軸”，接收機跟隨發(fā)送機轉(zhuǎn)動。主要有力矩式和控制式兩種（此外還有差動式）。自整角機都是成對配合使用的。結(jié)構(gòu)：定子三相(整步)繞組，轉(zhuǎn)子單相(勵磁)繞組。

協(xié)調(diào)位置：工作時兩個轉(zhuǎn)子都不受力（或無輸出）所處的位置。

失調(diào)角：兩個轉(zhuǎn)子與協(xié)調(diào)位置相差的電角度。[注意]：力矩式輸出力矩；控制式輸出包含相位的電壓信號。

需要大轉(zhuǎn)矩的系統(tǒng)應(yīng)選用控制式自整角機。概述自整角機又稱為“軟軸”或“電軸”，接收機跟隨發(fā)送機29

6.3自整角機

自整角機在自動控制系統(tǒng)中用做角度的傳輸、指示或變換，通常將兩臺或多臺相同的自整角機組合起來使用。自整角機有力矩式和控制式兩種，其用途不同。力矩式自整角機用做遠距離轉(zhuǎn)角指示，控制式自整角機可以將轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成電信號。自整角機的結(jié)構(gòu)分成定子和轉(zhuǎn)子兩大部分，接觸式自整角機結(jié)構(gòu)如圖8.9所示。

6.3自整角機

自整角機在自動控30自整角機結(jié)構(gòu)

定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙較小。定、轉(zhuǎn)子鐵心均由高導(dǎo)磁率、低損耗的薄硅鋼片疊成。力矩式自整角機的轉(zhuǎn)子多采用兩極的凸極結(jié)構(gòu)，對頻率較高、規(guī)格較大的力矩式自整角機采用隱極結(jié)構(gòu)。控制式自整角機的接收機轉(zhuǎn)子采用隱極結(jié)構(gòu)。通常，定子鐵心槽內(nèi)嵌有接成星形的三相對稱繞組，稱之為整步繞組。轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)嵌有單相繞組，稱之為勵磁繞組。勵磁繞組通過滑環(huán)和電刷裝置與外電路連接。1—定子；2—轉(zhuǎn)子；3—阻尼繞組；4—電刷；5—接線柱；6—滑環(huán)圖6.9接觸式自整角機結(jié)構(gòu)示意圖自整角機結(jié)構(gòu)定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙較小316.3.1力矩式自整角機的工作原理力矩式自整角機的工作原理可以由圖6.10來說明。圖中，由結(jié)構(gòu)、參數(shù)均相同的兩臺自整角機構(gòu)成自整角機組，一臺用來發(fā)送轉(zhuǎn)角信號，稱自整角發(fā)送機，用ZLF表示；另一臺用來接收轉(zhuǎn)角信號，稱為自整角接收機，用ZLJ表示。兩臺自整角機中的整步繞組均接成星形，三對相序相同的相繞組分別連接成回路。兩臺自整角機轉(zhuǎn)子中的勵磁繞組接在同一個單相交流電源上。圖6.10力矩式自整角機的原理圖6.3.1力矩式自整角機的工作原理32

在勵磁繞組中通入單相交流電流時，兩臺自整角機的氣隙中都將生成脈振磁場，其大小隨時間按余弦規(guī)律變化。脈振磁場使整步繞組的各相繞組生成時間上同相位的感應(yīng)電動勢，電動勢的大小取決于整步繞組中各相繞組的軸線與勵磁繞組軸線之間的相對位置。當(dāng)整步繞組中的某一相繞組軸線與其對應(yīng)的勵磁繞組軸線重合時，該相繞組中的感應(yīng)電動勢為最大，用Em表示電動勢的最大值。設(shè)發(fā)送機整步繞組中的A相繞組軸線與其對應(yīng)的勵磁繞組軸線的夾角為，接收機整步繞組中的A相繞組軸線與其對應(yīng)的勵磁繞組軸線的夾角為，如圖8.10所示。則整步繞組中各相繞組的感應(yīng)電動勢有效值如下。在勵磁繞組中通入單相交流電流時，兩臺自33一、力矩式自整角機

接線：將兩機的三相整步繞組對應(yīng)相互連接，兩機的勵磁繞組與同一個單相電源連接。接交流電源三相整步繞組對應(yīng)相連發(fā)送機接收機A1X1，B1Y1，C1Z1分別是發(fā)送機的定子三相整步繞組。I1II1是發(fā)送機的轉(zhuǎn)子勵磁繞組。A2X2，B2Y2，C2Z2分別是接收機的定子三相整步繞組。I2II2是接收機的轉(zhuǎn)子勵磁繞組。一、力矩式自整角機接線：將兩機的三相整步繞組對應(yīng)相互連接，34力矩式自整角機的應(yīng)用

圖6.11表示一液面位置指示器。浮子1隨著液面的上升或下降，通過繩索帶動自整角發(fā)送機3的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，將液面位置轉(zhuǎn)換成發(fā)送機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。自整角發(fā)送機和接收機4之間再通過導(dǎo)線可以遠距離連接，于是自整角接收機轉(zhuǎn)子就帶動指針準確地跟隨著發(fā)送機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角變化而偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)遠距離的位置指示。1—浮子；2—平衡錘；3—發(fā)送機；4—接收機圖6.11液面位置指示器力矩式自整角機的應(yīng)用圖6.11表示35

協(xié)調(diào)位置：兩機的三相整步繞組感應(yīng)電勢大小相等、方向相反，整步繞組沒有電流流過，整步繞組不產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子勵磁繞組不受力。

失調(diào)時：兩機的三相整步繞組感應(yīng)電勢不相等，整步繞組流過電流，產(chǎn)生磁場，并與勵磁磁場相互作用（合成磁場），使轉(zhuǎn)子勵磁繞組受力?！甙l(fā)送機轉(zhuǎn)子由操作設(shè)備控制，其轉(zhuǎn)子不動，只有接收機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向為減小失調(diào)角的方向。力矩式機工作原理[注意]：三相整步繞組中的電流是單相電流。協(xié)調(diào)位置：兩機的三相整步繞組感應(yīng)電勢大小相等、方向相36兩機處于協(xié)調(diào)位置發(fā)送機偏轉(zhuǎn)造成失調(diào)失調(diào)時兩機的受力情況

處于協(xié)調(diào)位置時，兩機的三相整步繞組感應(yīng)電勢對應(yīng)相等，整步繞組中沒有電流流過，氣隙只有勵磁磁場，轉(zhuǎn)子都不受力。失調(diào)后整步繞組有電流，磁場變化，轉(zhuǎn)子受力。兩機處于協(xié)調(diào)位置發(fā)送機偏轉(zhuǎn)造成失調(diào)失調(diào)時兩機的受力情況37二、控制式自整角機

接線：兩機三相整步繞組對應(yīng)相連，發(fā)送機勵磁繞組連接單相電源，接收機轉(zhuǎn)子繞組為輸出繞組。接交流電源三相整步繞組對應(yīng)相連發(fā)送機接收機作為輸出繞組二、控制式自整角機接線：兩機三相整步繞組對應(yīng)相連，發(fā)送機勵38

6.3.2控制式自整角機的工作原理

控制式自整角機的工作原理可以由圖6.12來說明。圖中，由結(jié)構(gòu)、參數(shù)均相同的兩臺自整角機構(gòu)成自整角機組。一臺用來發(fā)送轉(zhuǎn)角信號，它的勵磁繞組接到單相交流電源上，稱為自整角發(fā)送機，用ZKF表示。另一臺用來接收轉(zhuǎn)角信號并將轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換成勵磁繞組中的感應(yīng)電動勢輸出，稱之為自整角接收機，用ZKJ表示。兩臺自整角機定子中的整步繞組均接成星形，三對相序相同的相繞組分別接成回路。圖6.12控制式自整角機系統(tǒng)的原理圖

6.3.2控制式自整角機的工作原理

39控制式機工作原理

協(xié)調(diào)位置：接收機的輸出繞組與整步繞組產(chǎn)生的磁場平行，輸出電壓為零。

失調(diào)時：接收機的輸出繞組與整步繞組產(chǎn)生的磁場不平行，輸出電壓不為零。如果失調(diào)方向發(fā)生變化，則輸出電壓的相位變反（相差180°）。

輸出與控制：控制式自整角機可通過伺服電動機對所控制的機械進行驅(qū)動。協(xié)調(diào)位置正、反向失調(diào)位置控制式機工作原理協(xié)調(diào)位置：接收機的輸出繞組與整步40§6-4.旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)容只要求了解：作用原理。作用：將輸入的角度信號轉(zhuǎn)換成高精度的電壓信號輸出。結(jié)構(gòu)：定、轉(zhuǎn)子各有一套兩相繞組。轉(zhuǎn)角一般＜180°。

定子：正、余弦輸入繞組（一個輸入，一個補償）；

轉(zhuǎn)子：正、余弦輸出繞組（也是一個輸出，一個補償）。原理：輸入電壓固定時，輸出繞組的電壓幅值是轉(zhuǎn)角的正(余)弦函數(shù)。早期控制系統(tǒng)作為模擬計算機的解算元件，現(xiàn)可用作角度的線性放大。定子轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)變壓器的精度比自整角機高?！?-4.旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)容只要求了解：作用原理。41

將旋轉(zhuǎn)變壓器進行線性連接，其輸出電壓幅值與轉(zhuǎn)角呈現(xiàn)線性關(guān)系：

由上式，稱轉(zhuǎn)子的Z1Z2繞組為余弦繞組、稱Z3Z4繞組為正弦繞組。當(dāng)θ＜60°時，線性誤差＜0.1%。旋轉(zhuǎn)變壓器的線性連接輸出電壓幅值與轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線

旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)容只要求了解作用原理即可。將旋轉(zhuǎn)變壓器進行線性連接，其輸出電壓幅值與轉(zhuǎn)角呈現(xiàn)線42旋轉(zhuǎn)變壓器與自整角機的比較

用一對旋轉(zhuǎn)變壓器測量差角的工作原理和用一對控制式自整角機測量差角的工作原理是一樣的。因為這兩種電機的氣隙磁場都是脈振磁場，雖然定子繞組的相數(shù)不同（自整角機的定子繞組為三相，而旋轉(zhuǎn)變壓器為兩相），但都屬于對稱繞組，所以兩者內(nèi)部的電磁關(guān)系是相同的。但旋轉(zhuǎn)變壓器的精度比自整角機要高很多。旋轉(zhuǎn)變壓器與自整角機的比較用一對旋轉(zhuǎn)43§6-5.步進電動機

是一種用電脈沖信號進行控制,并將脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的控制電機;改變脈沖頻率來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速．給步進電動機輸入一個電脈沖信號時，它就轉(zhuǎn)過一定的角度或移動一定的距離。由于其輸出的角位移或直線位移可以不是連續(xù)的，因此稱為步進電動機。又稱脈沖電動機。作用：步進電動機廣泛用于數(shù)控機床，作為執(zhí)行電動機。用許多種，書中只介紹反應(yīng)式步進電動機。結(jié)構(gòu)：定子6個磁極，分為3相，每個磁極上都套有一個繞組；轉(zhuǎn)子作成齒狀鐵心。名詞解釋：

拍：

一個工作周期定子繞組通電改變的次數(shù)。

單拍：

只有單個繞組通電為單拍。

雙拍：

須且只須兩個繞組通電為雙拍。

步距角：

每拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度?！?-5.步進電動機是一種用電脈沖信號進行控制,并將脈沖信44種類很多.主要有反應(yīng)式、勵磁式反應(yīng)式步進電動機的轉(zhuǎn)子上沒有繞組，依靠變化的磁阻生成磁阻轉(zhuǎn)矩工作。勵磁式步進電動機的轉(zhuǎn)子上有磁極，依靠電磁轉(zhuǎn)矩工作。反應(yīng)式步進電動機的應(yīng)用最為廣泛，它有兩相、三相、多相之分，也有單段、多段之分.單段式三相反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理。結(jié)構(gòu):定子磁極上套有星形連接的三相控制繞組，每兩個相對的磁極為一相，轉(zhuǎn)子上沒有繞組。

種類很多.主要有反應(yīng)式、勵磁式45

基本工作原理

單段三相反應(yīng)式步進電動機的工作原理可以由圖來說明。由于磁力線總是要通過磁阻最小的路徑閉合，因此會在磁力線扭曲時產(chǎn)生切向力而形成磁阻轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，這就是反應(yīng)式步進電動機旋轉(zhuǎn)的原理。現(xiàn)以的通電順序，使三相繞組輪流通入直流電流，觀察轉(zhuǎn)子的運動情況。當(dāng)A相繞組通電時，氣隙中生成以A-A為軸線的磁場。在磁阻轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到使1、3兩轉(zhuǎn)子齒與磁極A-A對齊的位置上。如果A相繞組不斷電，1、3兩轉(zhuǎn)子齒就一直被磁極A-A吸引住而不改變其位置，即轉(zhuǎn)子具有自鎖能力。（a）A相通電（b）B相通電（c）C相通電

圖反應(yīng)式步進電動機的工作原理圖

基本工作原理

單段三相反應(yīng)式步進46

A相繞組斷電、B繞組通電時，氣隙中生成以B-B為軸線的磁場。在磁阻轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子又會轉(zhuǎn)動，使距離磁極B-B最近的2、4兩轉(zhuǎn)子齒轉(zhuǎn)到與磁極B-B對齊的位置上。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度為

式中——步距角，即控制繞組改變一次通電狀態(tài)后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度N——拍數(shù)，即通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變的次數(shù)Zr——轉(zhuǎn)子齒數(shù)同理，B相繞組斷電，C相繞組通電時，會使3、1兩轉(zhuǎn)子齒與磁極C-C對齊，轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)過30°?？梢?，以的通電順序使三個控制繞組不斷地輪流通電時，步進電動機的轉(zhuǎn)子就會沿ABC的方向一步一步地轉(zhuǎn)動。改變控制繞組的通電順序，如改為的通電順序，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反。（a）A相通電（b）B相通電（c）C相通電

圖反應(yīng)式步進電動機的工作原理圖A相繞組斷電、B繞組通電時，氣隙47

以上通電方式中，通電狀態(tài)循環(huán)一周需要改變?nèi)?，每次只有單獨一相控制繞組通電，稱之為三相單三拍運行方式。由于單獨一相控制繞組通電時容易使轉(zhuǎn)子在平衡位置附近來回擺動——振蕩，會使運行不穩(wěn)定，因此實際上很少采用三相單三拍的運行方式。除此之外，還有三相雙三拍運行方式和三相六拍運行方式。三相雙三拍運行方式的每個通電狀態(tài)都有兩相控制繞組同時通電，通電狀態(tài)切換時總有一相繞組不斷電，不會產(chǎn)生振蕩。圖8.19是通電順序為的三相雙三拍運行方式示意圖。A、B兩相通電時，兩磁場的合成磁場軸線與未通電的C-C相繞組軸線重合，轉(zhuǎn)子在磁阻轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)動到使轉(zhuǎn)子齒2、3之間的槽軸線與C-C相繞組軸線重合的位置上。當(dāng)B、C兩相通電時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到使轉(zhuǎn)子齒3、4之間的槽軸線與A-A相繞組軸線重合的位置，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度為30°。同理，C、A兩相通電時，轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)過30°?？梢?，雙三拍運行方式和單三拍運行方式的原理相同，步距角也相同。（a）A、B相通電（b）B、C相通電（c）C、A相通電

圖反應(yīng)步進電動機雙三拍運行的工作原理圖

以上通電方式中，通電狀態(tài)循環(huán)一周48

定子繞組按一定的規(guī)律通電；轉(zhuǎn)子鐵心在磁場作用下每次轉(zhuǎn)過一定的角度。實際步進電動機的步距角通常較小，這就要求轉(zhuǎn)子的齒數(shù)多。反應(yīng)式步進電動機工作原理接線與結(jié)構(gòu)A相繞組通電B相繞組通電C相繞組通電定子繞組按一定的規(guī)律通電；轉(zhuǎn)子鐵心在磁場作用下每次轉(zhuǎn)49第六章各節(jié)要點各節(jié)要點：第一節(jié)：要求；結(jié)構(gòu)原理（交流“自轉(zhuǎn)”的克服）；特點。

第二節(jié)：工作原理（交流、直流），了解誤差原因及影響。第三節(jié)：原理；概念：協(xié)調(diào)、失調(diào)、整步繞組的單相電流。

第四節(jié)：結(jié)構(gòu)（繞組名稱，作用），原理，誤差及補償。

第五節(jié)：原理和結(jié)構(gòu)；通電方式；步距角；特點。

第六章各節(jié)要點各節(jié)要點：50第六章的主要內(nèi)容1主要內(nèi)容：知道控制電機特點和要求，了解常用控制電機的結(jié)構(gòu)，掌握常用控制電機的原理，知道它們的特點和使用場合。2掌握伺服電動機的工作原理，尤其是交流杯形轉(zhuǎn)子伺服電動機的工作原理；3掌握測速發(fā)電機工作原理（交流為主）；4掌握自整角機工作原理（力矩和控制式）；5旋轉(zhuǎn)變壓器和步進電動機主要了解它們的作用和使用場合。第六章的主要內(nèi)容1主要內(nèi)容：知道控制電機特點和要求，了解常用51作業(yè):6-5作業(yè):6-552第六章控制用電機§6—1．伺服電動機§6—2．測速發(fā)電機§6—3．自整角機§6—4．旋轉(zhuǎn)變壓器§6—5．步進電動機第六章控制用電機§6—1．伺服電動機53學(xué)習(xí)第六章應(yīng)該注意的點第六章學(xué)習(xí)應(yīng)注意的幾個問題：1.控制電機的特點和要求是什么？2.伺服電動機是怎么工作的？它與單相異步電動機有什么差異？3.測速發(fā)電機的用途是什么？如何工作？4.自整角機的結(jié)構(gòu)如何？控制式和力矩式自整角機分別是怎樣工作的？整步繞組的電流是單相還是三相？5.各種控制電機在什么場合使用？有什么特點？本章主要是原理性的概念不要求計算。相對比較難的點：1.交流伺服電機“自轉(zhuǎn)”問題的克服；2.自整角機的工作原理?？刂朴秒姍C：用途：——主要用于自動控制系統(tǒng)，檢測、比較、放達和執(zhí)行。要求：——精度、靈敏度、穩(wěn)定、可靠高，體小重輕，耗電少。特點：——尺寸相對較大（不飽和），電流密度?。ㄕ`差小），功率?。ú皇且阅芰哭D(zhuǎn)換為主，而是以控制為主）。學(xué)習(xí)第六章應(yīng)該注意的點第六章學(xué)習(xí)應(yīng)注意的幾個問題：控制用電機54§6-1.伺服電動機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：1.交流伺服電動機：

主要點：結(jié)構(gòu)、特點，“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象的克服。2.直流伺服電動機：

主要點：結(jié)構(gòu)、特點?！?-1.伺服電動機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：556.1伺服電動機

伺服電動機的作用是將輸入的電壓信號（即控制電壓）轉(zhuǎn)換成軸上的角位移或角速度輸出，在自動控制系統(tǒng)中常作為執(zhí)行元件，所以伺服電動機又稱為執(zhí)行電動機，其最大特點是：有控制電壓時轉(zhuǎn)子立即旋轉(zhuǎn)，無控制電壓時轉(zhuǎn)子立即停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速是由控制電壓的方向和大小決定的。伺服電動機分為交流和直流兩大類。6.1伺服電動機伺服電動機的作用566.1.1交流伺服電動機1．基本結(jié)構(gòu)交流伺服電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，如圖6.1、圖6.2所示。定子鐵心通常用硅鋼片疊壓而成。定子鐵心表面的槽內(nèi)嵌有兩相繞組，其中一相繞組是勵磁繞組，另一相繞組是控制繞組，兩相繞組在空間位置上互差90°電角度。工作時勵磁繞組f與交流勵磁電源相連，控制繞組k加控制信號電壓。1—外定子鐵心；2—杯形轉(zhuǎn)子；3—內(nèi)定子鐵心；4—轉(zhuǎn)軸；5—軸承；6—定子繞組

圖6.1杯形轉(zhuǎn)子伺服電動機結(jié)構(gòu)圖6.1.1交流伺服電動機1．基本結(jié)構(gòu)1—外定子鐵心；57

轉(zhuǎn)子的形式有兩種，一種是籠式轉(zhuǎn)子，其繞組由高電阻率的材料制成，繞組的電阻較大，籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，但其轉(zhuǎn)動慣量較大。另一種是空心杯轉(zhuǎn)子，它由非磁性材料制成杯形，可看成是導(dǎo)條數(shù)很多的籠式轉(zhuǎn)子，其杯壁很薄，因而其電阻值較大。轉(zhuǎn)子在內(nèi)外定子之間的氣隙中旋轉(zhuǎn)，因空氣隙較大而需要較大的勵磁電流?？招谋无D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量較小，響應(yīng)迅速。

圖6.2交流伺服電動機原理圖轉(zhuǎn)子的形式有兩種，一種是籠式轉(zhuǎn)子，其58

2．工作原理

交流伺服電動機的工作原理和電容分相式單相異步電動機相似。在沒有控制電壓時，氣隙中只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場，轉(zhuǎn)子上沒有啟動轉(zhuǎn)矩而靜止不動。當(dāng)有控制電壓且控制繞組電流和勵磁繞組電流不同相時，則在氣隙中產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)。但是對伺服電動機要求不僅是在控制電壓作用下就能啟動，且電壓消失后電動機應(yīng)能立即停轉(zhuǎn)。如果伺服電動機控制電壓消失后像一般單相異步電動機那樣繼續(xù)轉(zhuǎn)動，則出現(xiàn)失控現(xiàn)象，我們把這種因失控而自行旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為自轉(zhuǎn)。

2．工作原理

交流伺服電動機的工作原59

在單相異步電動機工作原理中，當(dāng)起動結(jié)束后，單相電流產(chǎn)生的脈振磁場仍然使電機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。如果交流伺服電機工作時將控制繞組斷電，此時按伺服電機用途要求電機停止轉(zhuǎn)動，但若電機的結(jié)構(gòu)與單相異步電動機完全相同時，伺服電機就不可能停止轉(zhuǎn)動，這就是所謂“自轉(zhuǎn)”問題?！白赞D(zhuǎn)”問題單相異步電動機的機械特性單相則“自轉(zhuǎn)”在單相異步電動機工作原理中，當(dāng)起動結(jié)束后，單相電流產(chǎn)60旋轉(zhuǎn)磁場分解1.正相序運行時轉(zhuǎn)差率為:S+=(n0-n)/n02.反相序運行時轉(zhuǎn)差率為:S_=[n0-(-n)]/n0=[2n0-(n0-n)]/n0有:S++S_=2;由T=f(S)曲線分析旋轉(zhuǎn)磁場分解1.正相序運行時轉(zhuǎn)差率為:61

通過對機械特性的分析，當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻足夠大時,(P33)則Sm＞1。此時，單相脈振磁場分解成兩個旋轉(zhuǎn)磁場，其中反向磁場產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩比正向磁場產(chǎn)生的大，因此，電機總的電磁轉(zhuǎn)矩就為負值（制動轉(zhuǎn)矩），電機就能快速停轉(zhuǎn)?！白赞D(zhuǎn)”問題的克服通過對機械特性的分析，當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻足夠大時,(62

為消除交流伺服電動機的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，必須加大轉(zhuǎn)子電阻r2，這是因為當(dāng)控制電壓消失后，伺服電動機處于單相運行狀態(tài)，若轉(zhuǎn)子電阻很大，使臨界轉(zhuǎn)差率[sm>1]這時正負序旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩特性曲線（）以及合成轉(zhuǎn)矩特性曲線（）如圖6.3所示。由圖中可看出，合成轉(zhuǎn)矩的方向與電機旋轉(zhuǎn)方向相反，是一個制動轉(zhuǎn)矩，這就保證了當(dāng)控制電壓消失后轉(zhuǎn)子仍轉(zhuǎn)動時，電動機將被迅速制動而停下。轉(zhuǎn)子電阻加大后，不僅可以消除自轉(zhuǎn)，還具有擴大調(diào)速范圍、改善調(diào)節(jié)特性、提高反應(yīng)速度等優(yōu)點。圖6.3伺服電動機單相運行時的M-S曲線

為消除交流伺服電動機的自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，必須633．控制方法可采用下列三種方法來控制伺服電動機的轉(zhuǎn)速高低及旋轉(zhuǎn)方向。（1）幅值控制保持控制電壓與勵磁電壓間的相位差不變，僅改變控制電壓的幅值。（2）相位控制保持控制電壓的幅值不變，僅改變控制電壓與勵磁電壓間的相位差。（3）幅-相控制同時改變控制電壓的幅值和相位。交流伺服電動機的輸出功率一般在100W以下。電源頻率為50Hz時，其電壓有36V,100V,220V,380V數(shù)種。當(dāng)頻率為400Hz時，電壓有20V，36V，115V多種。交流伺服電動機運行平穩(wěn)，噪音小，但控制特性為非線性并且因轉(zhuǎn)子電阻大而使損耗大，效率低。與同容量直流伺服電動機相比體積大，質(zhì)量大，所以只適用于0.5W～100W的小功率自動控制系統(tǒng)中。3．控制方法可采用下列三種方法來控制伺服646.1.2直流伺服電動機1．基本結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的直流伺服電動機實質(zhì)是容量較小的普通直流電動機，有他勵式和永磁式兩種，其結(jié)構(gòu)與普通直流電動機的結(jié)構(gòu)基本相同。杯形電樞直流伺服電動機的轉(zhuǎn)子由非磁性材料制成空心杯形圓筒，轉(zhuǎn)子較輕而使轉(zhuǎn)動慣量小，響應(yīng)快速。轉(zhuǎn)子在由軟磁材料制成的內(nèi)、外定子之間旋轉(zhuǎn)，氣隙較大。無刷直流伺服電動機用電子換向裝置代替了傳統(tǒng)的電刷和換向器，使之工作更可靠。它的定子鐵心結(jié)構(gòu)與普通直流電動機基本相同，其上嵌有多相繞組，轉(zhuǎn)子用永磁材料制成。6.1.2直流伺服電動機1．基本結(jié)構(gòu)652．基本工作原理傳統(tǒng)直流伺服電動機的基本工作原理與普通直流電動機完全相同，依靠電樞電流與氣隙磁通的作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使伺服電動機轉(zhuǎn)動。通常采用電樞控制方式，即在保持勵磁電壓不變的條件下，通過改變電樞電壓來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。電樞電壓越小，則轉(zhuǎn)速越低；電樞電壓為零時，電動機停轉(zhuǎn)。由于電樞電壓為零時電樞電流也為零，電動機不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，不會出現(xiàn)“自轉(zhuǎn)”。2．基本工作原理傳統(tǒng)直流伺服電動機的66直流伺服電動機的特點：∵電阻大，∴機械特性軟。與交流比較，特性是線性的。交流與直流伺服電動機的特點：交流：——非線性（由控制解決）；反應(yīng)靈敏；體??；便宜；用廣。

直流：——線性；滑動接觸；火花干擾；慣性大；體大；相對價高。

伺服電機特點：⑴.反應(yīng)迅速；⑵.精度高。[第一節(jié)要點]：要求；結(jié)構(gòu)原理（交流“自轉(zhuǎn)”的克服）；特點。機械特性直流伺服電動機的特點：∵電阻大，∴機械特性軟。與交流比較，特67§6-2.測速發(fā)電機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：交流測速發(fā)電機：

主要點：測速原理（轉(zhuǎn)動才有電壓），結(jié)構(gòu)、特點。直流測速發(fā)電機：

主要點：測速原理（n與U的關(guān)系），結(jié)構(gòu)、特點。測速發(fā)電機現(xiàn)在有被單片機系統(tǒng)取代的趨勢。§6-2.測速發(fā)電機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：測速發(fā)電機現(xiàn)在有686.2.1交流測速發(fā)電機1．基本結(jié)構(gòu)

異步測速發(fā)電機是自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用較多的一種交流測速發(fā)電機，它的結(jié)構(gòu)與交流伺服電動機相似，如圖8.4所示。它主要由定子、轉(zhuǎn)子組成，根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同分為籠式轉(zhuǎn)子和空心杯轉(zhuǎn)子兩種?？招谋D(zhuǎn)子的應(yīng)用較多，它由電阻率較大、溫度系數(shù)較小的非磁性材料制成，以使測速發(fā)電機的輸出特性線性度好、精度高。杯壁通常只有0.2mm～0.3mm的厚度，轉(zhuǎn)子較輕以使測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)動慣性較小。

1—空心杯轉(zhuǎn)子；2—外定子；3—內(nèi)定子；4—勵磁繞組；5—輸出繞組圖6.4空心杯轉(zhuǎn)子測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)6.2.1交流測速發(fā)電機1．基本結(jié)構(gòu)1—空心杯轉(zhuǎn)子；69

空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機的定子分為內(nèi)、外定子。內(nèi)定子上嵌有輸出繞組，外定子上嵌有勵磁繞組并使兩繞組在空間位置上有相差90°電角度。內(nèi)外定子的相對位置是可以調(diào)節(jié)的，可通過轉(zhuǎn)動內(nèi)定子的位置來調(diào)節(jié)剩余電壓，使剩余電壓為最小值。1—空心杯轉(zhuǎn)子；2—外定子；3—內(nèi)定子；4—勵磁繞組；5—輸出繞組圖6.4空心杯轉(zhuǎn)子測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)空心杯轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機的定子分為內(nèi)70

2．基本工作原理

異步測速發(fā)電機的工作原理可以由圖6.5來說明。圖中N1是勵磁繞組，N2是輸出繞組。由于轉(zhuǎn)子電阻較大，為分析方便起見，忽略轉(zhuǎn)子漏抗的影響，認為感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢同相位。給勵磁繞組N1加頻率f恒定，電壓Uf恒定的單相交流電，測速發(fā)電機的氣隙中便會生成一個頻率為f、方向為勵磁繞組N1軸線方向（即d軸方向）的脈振磁動勢及相應(yīng)的脈振磁通，分別稱為勵磁磁動勢及勵磁磁通。圖6.5異步測速發(fā)電機的原理圖

2．基本工作原理

異步測速發(fā)電機71

當(dāng)轉(zhuǎn)子不動時，勵磁磁通在轉(zhuǎn)子繞組（空心杯轉(zhuǎn)子實際上是無窮多導(dǎo)條構(gòu)成的閉合繞組）中感應(yīng)出變壓器電動勢，變壓器電動勢在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)子電流由d軸的一邊流入而在另一邊流出，轉(zhuǎn)子電流所生成的磁動勢及相應(yīng)的磁通也是脈振的且沿d軸方向脈振，分別稱為轉(zhuǎn)子直軸磁動勢及轉(zhuǎn)子直軸磁通。勵磁磁動勢與轉(zhuǎn)子直軸磁動勢都是沿d軸方向脈振的，兩個磁動勢合成而產(chǎn)生的磁通也是沿d軸方向脈振的，稱之為直軸磁通。由于直軸磁通與輸出繞組N2不交鏈，所以輸出繞組沒有感應(yīng)電動勢，其輸出電壓U2=0。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子繞組切割直軸磁通產(chǎn)生切割電動勢Eq。由于直軸磁通是脈振的，因此切割電動勢Eq也是交變的，其頻率也就是直軸磁通的頻率f，切割電動勢在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生頻率相同的交變電流Iq，電流Iq由q軸的一側(cè)流入而在另一側(cè)流出，電流Iq形成的磁動勢及相應(yīng)的磁通是沿q軸方向以頻率脈振的，分別稱為交軸磁動勢Fq及交軸磁通。交軸磁通與輸出繞組N2交鏈，在輸出繞組中感應(yīng)出頻率為f的交變電勢E2。當(dāng)轉(zhuǎn)子不動時，勵磁磁通在轉(zhuǎn)子繞組（空72

以頻率f交變的切割電動勢與其轉(zhuǎn)子繞組所切割的直軸磁通、切割速度n及由電機本身結(jié)構(gòu)決定的電動勢常數(shù)Ke有關(guān)，它的有效值為（6-1）以頻率f交變的輸出繞組感應(yīng)電勢，與輸出繞組交鏈的交軸磁通及輸出繞組的匝數(shù)N2有關(guān)，它的有效值E2為（6-2）由此看出，當(dāng)勵磁電壓Uf及頻率f恒定時有（6-3）即E2與n成正比關(guān)系?？梢?，異步測速發(fā)電機可以將其轉(zhuǎn)速值一一對應(yīng)地轉(zhuǎn)換成輸出電壓值。輸出電壓U2與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線稱為輸出特性，如圖6.6所示。實際上，由于存在漏阻抗、負載變化等問題，直軸磁通是變化的，輸出電壓與轉(zhuǎn)速不是嚴格的正比關(guān)系，輸出特性呈現(xiàn)非線性，如圖6.6中曲線1所示。圖6.6異步測速發(fā)電機的輸出特性以頻率f交變的切割電動勢與其轉(zhuǎn)子736.2.2直流測速發(fā)電機1．基本結(jié)構(gòu)直流測速發(fā)電機在結(jié)構(gòu)上與普通小微型直流發(fā)電機相同，通常是兩極電機，分為他勵式和永磁式兩種。他勵式測速發(fā)電機的磁極由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成，在勵磁繞組中通入直流電流便可以建立極性恒定的磁場。它的勵磁繞組電阻會因電機工作溫度的變化而變化，使勵磁電流及其生成的磁通隨之變化，產(chǎn)生線性誤差。永磁式測速發(fā)電機的磁極由永久磁鐵構(gòu)成，不需勵磁電源。磁極的熱穩(wěn)定性較好，磁通隨電機工作溫度的變化而變化的程度很小，但易受機械振動的影響而引發(fā)不同程度的退磁。6.2.2直流測速發(fā)電機1．基本結(jié)構(gòu)742．基本工作原理直流測速發(fā)電機的工作原理可由圖6.7來說明。當(dāng)勵磁電壓Uf恒定且主磁通

不變時，測速發(fā)電機的電樞與被測機械連軸而隨之以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，電樞導(dǎo)體切割主磁通

而在其中生成感應(yīng)電動勢E。電動勢E的極性決定于測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)向，電動勢E的大小與轉(zhuǎn)速成正比，即測速發(fā)電機空載時，其輸出電壓U為圖6.7直流測速發(fā)電機原理圖2．基本工作原理直流測速發(fā)電機的工75測速發(fā)電機負載時，電樞繞組中因流過電樞電流I而在電樞繞組電阻ra上產(chǎn)生電壓降I·ra，如果忽略電樞反應(yīng)、工作溫度對主磁通

的影響，忽略電刷與換向器之間的接觸壓降，則有（6-4）得（6-5）由上式可見，只要主磁通、接觸電壓降、電樞電阻ra、負載電阻RL為常數(shù)，則輸出電壓U與電機的轉(zhuǎn)速n成線性關(guān)系。輸出電壓U隨電機轉(zhuǎn)速n變化而變化的關(guān)系曲線，稱為輸出特性，如圖6.8所示。負載電阻RL的值越大時，的斜率越大，測速發(fā)電機的靈敏度越高。

1—RL較?。?—RL較大圖6.8直流測速發(fā)電機的輸出特性測速發(fā)電機負載時，電樞繞組中因流過76一、交流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)：原理：

結(jié)構(gòu)與交流伺服電動機相同，只是繞組名稱不同：1.勵磁繞組；2.輸出繞組。轉(zhuǎn)子靜止：

勵磁繞組產(chǎn)生的磁通在轉(zhuǎn)子繞組上感應(yīng)電勢，產(chǎn)生電流。轉(zhuǎn)子磁勢不與輸出繞組交鏈，所以，輸出繞組不感應(yīng)電勢，即：輸出電壓為零，U2=0。一、交流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)：原理：結(jié)構(gòu)與交流伺服電動77轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動：轉(zhuǎn)子反向轉(zhuǎn)動：

交流測速發(fā)電機的特點：簡單、便宜，但精度較低。

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動：轉(zhuǎn)子繞組不僅有（靜止感應(yīng)）的變壓器電勢，還存在（切割產(chǎn)生）的電動機電勢，電動機電勢產(chǎn)生電流和磁勢與定子的輸出繞組交鏈，使輸出U2∝n；

轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)：電動機電勢相位變反，輸出繞組感應(yīng)的電壓，U2相位也變反。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后的情況電壓反向轉(zhuǎn)子正向轉(zhuǎn)動：轉(zhuǎn)子反向轉(zhuǎn)動：交流測速發(fā)電機的特點：簡78二、直流測速發(fā)電機

直流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)：與普通直流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)相同。不同點：磁路不飽和，電樞繞組電阻較大。

原理：勵磁繞組接電源，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，電樞繞組感應(yīng)電動勢正比于轉(zhuǎn)速，若測速發(fā)電機的輸出繞組（電樞）接上負載，則發(fā)電機將向負載提供電壓信號，輸出電壓U2與轉(zhuǎn)速成正比（磁路不飽和）。特點：精度高，線性；但價格較貴。[第二節(jié)要點]：工作原理，了解誤差原因及影響。二、直流測速發(fā)電機直流測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)：與普通直流發(fā)電79§6-3.自整角機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：力矩式自整角機：

主要點：工作原理（如何跟隨），結(jié)構(gòu)、特點?？刂剖阶哉菣C：

主要點：工作原理（輸出什么），結(jié)構(gòu)、特點。自整角機在船上主要用作舵角指示器、車鐘等?！?-3.自整角機本節(jié)主要內(nèi)容有兩大部分：自整角機在船上主要80

自整角機又稱為“軟軸”或“電軸”，接收機跟隨發(fā)送機轉(zhuǎn)動。主要有力矩式和控制式兩種（此外還有差動式）。自整角機都是成對配合使用的。結(jié)構(gòu)：定子三相(整步)繞組，轉(zhuǎn)子單相(勵磁)繞組。

協(xié)調(diào)位置：工作時兩個轉(zhuǎn)子都不受力（或無輸出）所處的位置。

失調(diào)角：兩個轉(zhuǎn)子與協(xié)調(diào)位置相差的電角度。[注意]：力矩式輸出力矩；控制式輸出包含相位的電壓信號。

需要大轉(zhuǎn)矩的系統(tǒng)應(yīng)選用控制式自整角機。概述自整角機又稱為“軟軸”或“電軸”，接收機跟隨發(fā)送機81

6.3自整角機

自整角機在自動控制系統(tǒng)中用做角度的傳輸、指示或變換，通常將兩臺或多臺相同的自整角機組合起來使用。自整角機有力矩式和控制式兩種，其用途不同。力矩式自整角機用做遠距離轉(zhuǎn)角指示，控制式自整角機可以將轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成電信號。自整角機的結(jié)構(gòu)分成定子和轉(zhuǎn)子兩大部分，接觸式自整角機結(jié)構(gòu)如圖8.9所示。

6.3自整角機

自整角機在自動控82自整角機結(jié)構(gòu)

定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙較小。定、轉(zhuǎn)子鐵心均由高導(dǎo)磁率、低損耗的薄硅鋼片疊成。力矩式自整角機的轉(zhuǎn)子多采用兩極的凸極結(jié)構(gòu)，對頻率較高、規(guī)格較大的力矩式自整角機采用隱極結(jié)構(gòu)?？刂剖阶哉菣C的接收機轉(zhuǎn)子采用隱極結(jié)構(gòu)。通常，定子鐵心槽內(nèi)嵌有接成星形的三相對稱繞組，稱之為整步繞組。轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)嵌有單相繞組，稱之為勵磁繞組。勵磁繞組通過滑環(huán)和電刷裝置與外電路連接。1—定子；2—轉(zhuǎn)子；3—阻尼繞組；4—電刷；5—接線柱；6—滑環(huán)圖6.9接觸式自整角機結(jié)構(gòu)示意圖自整角機結(jié)構(gòu)定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙較小836.3.1力矩式自整角機的工作原理力矩式自整角機的工作原理可以由圖6.10來說明。圖中，由結(jié)構(gòu)、參數(shù)均相同的兩臺自整角機構(gòu)成自整角機組，一臺用來發(fā)送轉(zhuǎn)角信號，稱自整角發(fā)送機，用ZLF表示；另一臺用來接收轉(zhuǎn)角信號，稱為自整角接收機，用ZLJ表示。兩臺自整角機中的整步繞組均接成星形，三對相序相同的相繞組分別連接成回路。兩臺自整角機轉(zhuǎn)子中的勵磁繞組接在同一個單相交流電源上。圖6.10力矩式自整角機的原理圖6.3.1力矩式自整角機的工作原理84

在勵磁繞組中通入單相交流電流時，兩臺自整角機的氣隙中都將生成脈振磁場，其大小隨時間按余弦規(guī)律變化。脈振磁場使整步繞組的各相繞組生成時間上同相位的感應(yīng)電動勢，電動勢的大小取決于整步繞組中各相繞組的軸線與勵磁繞組軸線之間的相對位置。當(dāng)整步繞組中的某一相繞組軸線與其對應(yīng)的勵磁繞組軸線重合時，該相繞組中的感應(yīng)電動勢為最大，用Em表示電動勢的最大值。設(shè)發(fā)送機整步繞組中的A相繞組軸線與其對應(yīng)的勵磁繞組軸線的夾角為，接收機整步繞組中的A相繞組軸線與其對應(yīng)的勵磁繞組軸線的夾角為，如圖8.10所示。則整步繞組中各相繞組的感應(yīng)電動勢有效值如下。在勵磁繞組中通入單相交流電流時，兩臺自85一、力矩式自整角機

接線：將兩機的三相整步繞組對應(yīng)相互連接，兩機的勵磁繞組與同一個單相電源連接。接交流電源三相整步繞組對應(yīng)相連發(fā)送機接收機A1X1，B1Y1，C1Z1分別是發(fā)送機的定子三相整步繞組。I1II1是發(fā)送機的轉(zhuǎn)子勵磁繞組。A2X2，B2Y2，C2Z2分別是接收機的定子三相整步繞組。I2II2是接收機的轉(zhuǎn)子勵磁繞組。一、力矩式自整角機接線：將兩機的三相整步繞組對應(yīng)相互連接，86力矩式自整角機的應(yīng)用

圖6.11表示一液面位置指示器。浮子1隨著液面的上升或下降，通過繩索帶動自整角發(fā)送機3的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，將液面位置轉(zhuǎn)換成發(fā)送機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角。自整角發(fā)送機和接收機4之間再通過導(dǎo)線可以遠距離連接，于是自整角接收機轉(zhuǎn)子就帶動指針準確地跟隨著發(fā)送機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角變化而偏轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)遠距離的位置指示。1—浮子；2—平衡錘；3—發(fā)送機；4—接收機圖6.11液面位置指示器力矩式自整角機的應(yīng)用圖6.11表示87

協(xié)調(diào)位置：兩機的三相整步繞組感應(yīng)電勢大小相等、方向相反，整步繞組沒有電流流過，整步繞組不產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子勵磁繞組不受力。

失調(diào)時：兩機的三相整步繞組感應(yīng)電勢不相等，整步繞組流過電流，產(chǎn)生磁場，并與勵磁磁場相互作用（合成磁場），使轉(zhuǎn)子勵磁繞組受力?！甙l(fā)送機轉(zhuǎn)子由操作設(shè)備控制，其轉(zhuǎn)子不動，只有接收機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向為減小失調(diào)角的方向。力矩式機工作原理[注意]：三相整步繞組中的電流是單相電流。協(xié)調(diào)位置：兩機的三相整步繞組感應(yīng)電勢大小相等、方向相88兩機處于協(xié)調(diào)位置發(fā)送機偏轉(zhuǎn)造成失調(diào)失調(diào)時兩機的受力情況

處于協(xié)調(diào)位置時，兩機的三相整步繞組感應(yīng)電勢對應(yīng)相等，整步繞組中沒有電流流過，氣隙只有勵磁磁場，轉(zhuǎn)子都不受力。失調(diào)后整步繞組有電流，磁場變化，轉(zhuǎn)子受力。兩機處于協(xié)調(diào)位置發(fā)送機偏轉(zhuǎn)造成失調(diào)失調(diào)時兩機的受力情況89二、控制式自整角機

接線：兩機三相整步繞組對應(yīng)相連，發(fā)送機勵磁繞組連接單相電源，接收機轉(zhuǎn)子繞組為輸出繞組。接交流電源三相整步繞組對應(yīng)相連發(fā)送機接收機作為輸出繞組二、控制式自整角機接線：兩機三相整步繞組對應(yīng)相連，發(fā)送機勵90

6.3.2控制式自整角機的工作原理

控制式自整角機的工作原理可以由圖6.12來說明。圖中，由結(jié)構(gòu)、參數(shù)均相同的兩臺自整角機構(gòu)成自整角機組。一臺用來發(fā)送轉(zhuǎn)角信號，它的勵磁繞組接到單相交流電源上，稱為自整角發(fā)送機，用ZKF表示。另一臺用來接收轉(zhuǎn)角信號并將轉(zhuǎn)角信號轉(zhuǎn)換成勵磁繞組中的感應(yīng)電動勢輸出，稱之為自整角接收機，用ZKJ表示。兩臺自整角機定子中的整步繞組均接成星形，三對相序相同的相繞組分別接成回路。圖6.12控制式自整角機系統(tǒng)的原理圖

6.3.2控制式自整角機的工作原理

91控制式機工作原理

協(xié)調(diào)位置：接收機的輸出繞組與整步繞組產(chǎn)生的磁場平行，輸出電壓為零。

失調(diào)時：接收機的輸出繞組與整步繞組產(chǎn)生的磁場不平行，輸出電壓不為零。如果失調(diào)方向發(fā)生變化，則輸出電壓的相位變反（相差180°）。

輸出與控制：控制式自整角機可通過伺服電動機對所控制的機械進行驅(qū)動。協(xié)調(diào)位置正、反向失調(diào)位置控制式機工作原理協(xié)調(diào)位置：接收機的輸出繞組與整步92§6-4.旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)容只要求了解：作用原理。作用：將輸入的角度信號轉(zhuǎn)換成高精度的電壓信號輸出。結(jié)構(gòu)：定、轉(zhuǎn)子各有一套兩相繞組。轉(zhuǎn)角一般＜180°。

定子：正、余弦輸入繞組（一個輸入，一個補償）；

轉(zhuǎn)子：正、余弦輸出繞組（也是一個輸出，一個補償）。原理：輸入電壓固定時，輸出繞組的電壓幅值是轉(zhuǎn)角的正(余)弦函數(shù)。早期控制系統(tǒng)作為模擬計算機的解算元件，現(xiàn)可用作角度的線性放大。定子轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)變壓器的精度比自整角機高?！?-4.旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)容只要求了解：作用原理。93

將旋轉(zhuǎn)變壓器進行線性連接，其輸出電壓幅值與轉(zhuǎn)角呈現(xiàn)線性關(guān)系：

由上式，稱轉(zhuǎn)子的Z1Z2繞組為余弦繞組、稱Z3Z4繞組為正弦繞組。當(dāng)θ＜60°時，線性誤差＜0.1%。旋轉(zhuǎn)變壓器的線性連接輸出電壓幅值與轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線

旋轉(zhuǎn)變壓器內(nèi)容只要求了解作用原理即可。將旋轉(zhuǎn)變壓器進行線性連接，其輸出電壓幅值與轉(zhuǎn)角呈現(xiàn)線94旋轉(zhuǎn)變壓器與自整角機的比較

用一對旋轉(zhuǎn)變壓器測量差角的工作原理和用一對控制式自整角機測量差角的工作原理是一樣的。因為這兩種電機的氣隙磁場都是脈振磁場，雖然定子繞組的相數(shù)不同（自整角機的定子繞組為三相，而旋轉(zhuǎn)變壓器為兩相），但都屬