電機(jī)拖動(dòng)-第9章控制電機(jī)

大連理工大學(xué)電氣工程系第

9

章控制電機(jī)9.2直流力矩電動(dòng)機(jī)9.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)9.4測(cè)速發(fā)電機(jī)9.5自整角機(jī)9.6旋轉(zhuǎn)變壓器*9.7感應(yīng)同步器9.1伺服電動(dòng)機(jī)第

9

章控制電機(jī)9.2直流力矩電動(dòng)機(jī)9.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)9.4測(cè)速發(fā)電機(jī)9.5自整角機(jī)9.6旋轉(zhuǎn)變壓器*9.7感應(yīng)同步器9.1伺服電動(dòng)機(jī)電機(jī)與拖動(dòng)返回主頁大連理工大學(xué)電氣工程系9.1伺服電動(dòng)機(jī)

伺服電動(dòng)機(jī)——執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。

功能將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速信號(hào)。

種類直流伺服電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)。1.直流伺服電動(dòng)機(jī)2.交流伺服電動(dòng)機(jī)第9章控制電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系一、直流伺服電動(dòng)機(jī)1.基本結(jié)構(gòu)與普通小型直流電動(dòng)機(jī)相同。

勵(lì)磁方式電磁式：永磁式：+Ua－電磁式9.1伺服電動(dòng)機(jī)If+Uf－

他勵(lì)式、并勵(lì)式、串勵(lì)式。稀土永磁材料+Ua－永磁式（如稀土鈷、稀土釹鐵硼）。SMIaEESMIa大連理工大學(xué)電氣工程系2.工作原理施加Ua→Ia主磁通：ΦT→n→E電磁轉(zhuǎn)矩：

T

=CTΦ

Ia

電動(dòng)勢(shì)：

E

=CEΦ

n電樞電路電壓方程：

Ua

=E+Ra

Ian=UaCEΦ－RaCECTΦ2T9.1伺服電動(dòng)機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系3.控制方式及其特性(1)電樞控制式

Uf

=UfN，Ua

=Uc（控制電壓）n=UcCEΦN－RaCECTΦN2TOTn

Uc3

Uc2Uc1Uc3＞Uc2＞Uc1機(jī)械特性9.1伺服電動(dòng)機(jī)T1

T2

T3T3＞T2＞T1控制特性O(shè)Ucn大連理工大學(xué)電氣工程系(2)磁場(chǎng)控制式Ua

=UaN，

Uf

=Uc（控制電壓）忽略磁路飽和、不計(jì)電樞反應(yīng)，則

Φ=CΦ

Uf=CΦ

Ucn=UaNCECΦUc

－RaCECT

CΦ2Uc2T

Uc3Uc2Uc1Uc3＞Uc2＞Uc1機(jī)械特性

控制特性非線性。直流伺服電動(dòng)機(jī)的功率

1~600W。9.1伺服電動(dòng)機(jī)OTn大連理工大學(xué)電氣工程系1.基本結(jié)構(gòu)(1)定子(2)轉(zhuǎn)子二、交流伺服電動(dòng)機(jī)空心杯形轉(zhuǎn)子交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖9.1伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)定子外定子繞組轉(zhuǎn)軸大連理工大學(xué)電氣工程系(1)當(dāng)兩相繞組分別加上相位相差90o的額定電壓時(shí)。

對(duì)稱兩相運(yùn)行→

ic

和if產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)→產(chǎn)生T→轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。如果uc

反相，即改變ic

和if

的相序→旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)改變方向→n的方向改變。同時(shí)減小uc

和uf

而保持其

90o的相位差→圓形磁通勢(shì)的幅值→

T→n

。2.工作原理SM~

控制繞組

勵(lì)磁繞組＋Uc－＋Uf

－9.1伺服電動(dòng)機(jī)cfIcIf大連理工大學(xué)電氣工程系(2)

當(dāng)uc=0或uc≠0，但uc和uf同相位時(shí)。電動(dòng)機(jī)處在單相狀態(tài)→脈振磁通勢(shì)F0

。靜止時(shí)：n=0，F(xiàn)0FFFR→TF→TRT=TF－TRTF

=TR，T

=0，不能起動(dòng)；正在運(yùn)行時(shí)：T≠0，轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)——單相自轉(zhuǎn)！TOnn=f(TF)n=f(TR)n=f(T)普通異步電動(dòng)機(jī)nTOR2

n=f(TF)n=f(TR)n=f(T)交流伺服電動(dòng)機(jī)9.1伺服電動(dòng)機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系(3)Uf=UN，Uc＜UN且保持相位差為90o時(shí)，或者Uf=Uc=UN但兩者的相位差小于90o時(shí)。

電動(dòng)機(jī)處在不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)，將產(chǎn)生一個(gè)橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)。9.1伺服電動(dòng)機(jī)SM~＋Uc－＋Uf

－cfFcFfIcIf

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的產(chǎn)生

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的分解大連理工大學(xué)電氣工程系

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的產(chǎn)生(uc

和uf

大小不相等時(shí))OFωtFfFfmFcmFcF=Fc45oFcFfF90oF=Ff135oFcFfF180oF=Fc225oFcFfF270oF=Ff315oFcFfF360oF=Fc9.1伺服電動(dòng)機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系OFωtFfFfmFcmFc45o90o135o180o225o270o315o360o9.1伺服電動(dòng)機(jī)

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的產(chǎn)生(uc

和uf

大小不相等時(shí))ωt=0o45o90o135o180o225o270o315o360o大連理工大學(xué)電氣工程系ωt=0o45o90o135o180o225o270o315o360o9.1伺服電動(dòng)機(jī)

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的產(chǎn)生(uc

和uf

大小不相等時(shí))大連理工大學(xué)電氣工程系OFωtFfFfmFcmFcωt=0o45o90o135o180o225o270o315o9.1伺服電動(dòng)機(jī)

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的產(chǎn)生(uc

和uf

大小不相等時(shí))大連理工大學(xué)電氣工程系FfFfm=FcmFcOFωtF=Fc/2FcFfF90oFfFcF90o

+2FfFcF180oF=Fc180o

+2FcFfF270oFfFcF270o

+2FfFcF360oF=Fc9.1伺服電動(dòng)機(jī)

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的產(chǎn)生(

＜90o時(shí))大連理工大學(xué)電氣工程系FfFfm=FcmFcOFωt/290o90o

+2180o180o

+2270o270o

+2360o90o290o

+2180o180o

+2270o2270o

+ωt=0o360o9.1伺服電動(dòng)機(jī)

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的產(chǎn)生(

＜90o時(shí))大連理工大學(xué)電氣工程系9.1伺服電動(dòng)機(jī)90o290o

+2180o180o

+2270o2270o

+ωt=0o360o大連理工大學(xué)電氣工程系FfFfm=FcmFcOFωt

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的產(chǎn)生(

＜90o時(shí))ωt=0o90o2180o270o90o

+2180o

+2270o

+29.1伺服電動(dòng)機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的分解FRFFF9.1伺服電動(dòng)機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系FRFFF9.1伺服電動(dòng)機(jī)

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的分解大連理工大學(xué)電氣工程系FRFFF

結(jié)論：①一個(gè)橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)

F可以分解為兩個(gè)不等幅、等速的相向旋轉(zhuǎn)的圓形磁通勢(shì)FF和FR

。FFFFR→TF→TRT=TF－TR9.1伺服電動(dòng)機(jī)

橢圓形旋轉(zhuǎn)磁通勢(shì)的分解大連理工大學(xué)電氣工程系②工作狀態(tài)越不對(duì)稱，F(xiàn)F和FR相差越小，橢圓形越扁長，T越小，n越低。例如保持

=90o和Uf不變，改變Uc的大小Uc

由0UfFF增強(qiáng)FR減弱0＜n＜nmax橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（脈振磁場(chǎng)）一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)③如果改變uc的相位，則F

的旋轉(zhuǎn)方向改變，使T反向，從而改變

n的方向。9.1伺服電動(dòng)機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系(1)兩相控制保持

=90o和Uc=Uf

，同時(shí)改變Uc和Uf

的大?。ㄊ冀K為對(duì)稱運(yùn)行）。(2)

幅值控制

保持

=90o和Uf=UN，改變Uc的大小。(3)

相位控制

保持Uc=Uf

=UN

，改變的大小。(4)

幅相控制

同時(shí)改變uc的大小和相位?！?/p>

交流伺服電動(dòng)機(jī)的功率和頻率：

0.1~100W，50Hz、400Hz等。3.控制方式9.1伺服電動(dòng)機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系交流伺服電動(dòng)機(jī)9.1伺服電動(dòng)機(jī)

更多的圖片大連理工大學(xué)電氣工程系交流伺服電動(dòng)機(jī)9.1伺服電動(dòng)機(jī)

更多的圖片大連理工大學(xué)電氣工程系9.2直流力矩電動(dòng)機(jī)（MT）

一種特殊類型的伺服電動(dòng)機(jī)。主要特點(diǎn)能長期處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作。低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩。反應(yīng)速度快、機(jī)械特性線性度好、低速穩(wěn)定性好。用途用于對(duì)位置、速度的控制精度要求較高的系統(tǒng)。1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理第9章控制電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系一、基本結(jié)構(gòu)NSNSNSNSNSNSNSNSNSNS刷架環(huán)轉(zhuǎn)子繞組電刷

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)扁平形，帶槽的定子圓盤中嵌入永磁體。有分裝式和內(nèi)裝式兩種結(jié)構(gòu)形式。直流力矩電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)式意圖轉(zhuǎn)子鐵心9.2直流力矩電動(dòng)機(jī)定子大連理工大學(xué)電氣工程系直流力矩電動(dòng)機(jī)9.2直流力矩電動(dòng)機(jī)

更多的圖片大連理工大學(xué)電氣工程系1.長期堵轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)，要求溫度≤max。與max

對(duì)應(yīng)的Iamax

稱為連續(xù)堵轉(zhuǎn)電流

Ib。與Ib對(duì)應(yīng)的有：連續(xù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tb、連續(xù)堵轉(zhuǎn)電壓Ub、連續(xù)堵轉(zhuǎn)功率Pb。

Pb=UbIb，二、工作原理Ib=（Ra為電樞電阻）Ub

Ra2.

受定子永磁體去磁條件限制的參數(shù)峰值堵轉(zhuǎn)電流

IP、峰值堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tb、峰值堵轉(zhuǎn)電壓UP、峰值堵轉(zhuǎn)功率PP。

PP=UPIP，IP=（Ra為電樞電阻）UP

Ra9.2直流力矩電動(dòng)機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系9.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

功能將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速信號(hào)。轉(zhuǎn)角θ∝脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)；轉(zhuǎn)速n∝脈沖信號(hào)的頻率。用途高精度的角度控制。分類按定子相數(shù)不同：三相、四相、五相、六相等；按轉(zhuǎn)子材料不同：永磁式、磁阻式（反應(yīng)式）。1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理第9章控制電機(jī)與電源、負(fù)載、環(huán)境等因素?zé)o關(guān)大連理工大學(xué)電氣工程系14231.定子2.轉(zhuǎn)子一、基本結(jié)構(gòu)U1U2V1V2W2W1三相磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理圖9.3步進(jìn)電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的典型結(jié)構(gòu)9.3步進(jìn)電機(jī)U2U1W2W1V1V2大連理工大學(xué)電氣工程系二、工作原理

一拍從一次通電到另一次通電。步距角每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度。(1)m相單m拍運(yùn)行（三相單三拍運(yùn)行）(2)m相雙m拍運(yùn)行（三相雙三拍運(yùn)行）(3)m相單－雙2m拍運(yùn)行（三相單－雙六拍運(yùn)行）9.3步進(jìn)電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系1423142314231423U1U2V1V2W2W11.m相單m拍運(yùn)行（三相單三拍運(yùn)行）

通電順序：U相→V相→W

相→U相。①U相通電1423U1U2V1V2W2W11423②V相通電U1U2V1V2W2W1③W相通電9.3步進(jìn)電機(jī)14231423一步兩步三步※

步距角：θ=30°大連理工大學(xué)電氣工程系2.m相雙m拍運(yùn)行（三相雙三拍運(yùn)行）

通電順序：UV相→VW相→WU相。1423U1U2V1V2W2W1①UV相通電14231423U1U2V1V2W2W1②VW相通電14231423U1U2V1V2W2W1③WU相通電1423※

步距角：θ=30°9.3步進(jìn)電機(jī)14231423大連理工大學(xué)電氣工程系3.m相單－雙2m拍運(yùn)行(三相單－雙六拍運(yùn)行）通電順序：U→UV→V→VW→W→WU→U。1423U1U2V1V2W2W111423U1U2V1V2W2W121423U1U2V1V2W2W131423U1U2V1V2W2W141423U1U2V1V2W2W151423U1U2V1V2W2W161423※步距角：

θ=15°9.3步進(jìn)電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系

步距角θ=360°zNz

：轉(zhuǎn)子齒數(shù)N：拍數(shù)

轉(zhuǎn)速一個(gè)θ→轉(zhuǎn)(1/

zN

)圈，脈沖頻率為f→每秒轉(zhuǎn)(f

/

zN

)圈。n=60fzN例如：三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)z=40，則①采用單/雙三拍時(shí)：②采用三相六拍時(shí)：θ=360°zN360°40×3==3°θ=360°zN360°40×6==1.5°9.3步進(jìn)電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)脈沖放大器步進(jìn)電動(dòng)機(jī)脈沖分配器脈沖輸入負(fù)載驅(qū)動(dòng)電源

最大靜轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)頻率、運(yùn)行頻率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制方式9.3步進(jìn)電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系步進(jìn)電動(dòng)機(jī)9.3步進(jìn)電機(jī)

更多的圖片大連理工大學(xué)電氣工程系步進(jìn)電動(dòng)機(jī)9.3步進(jìn)電機(jī)

更多的圖片大連理工大學(xué)電氣工程系步進(jìn)電動(dòng)機(jī)PK系列：

5相為0.72°步距角的大轉(zhuǎn)矩、低振動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。

2相為0.9°~1.8°步距角的大轉(zhuǎn)矩、低振動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。9.3步進(jìn)電機(jī)5相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

更多的圖片大連理工大學(xué)電氣工程系9.4測(cè)速發(fā)電機(jī)（TG）

功能將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓信號(hào)。用途校正元件、計(jì)算元件。

種類1.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)2.交流測(cè)速發(fā)電機(jī)第9章控制電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系一、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)1.基本結(jié)構(gòu)與普通小型直流發(fā)電機(jī)相同。勵(lì)磁方式：電磁式（他勵(lì)）和永磁式。＋Uf－If電磁式9.4測(cè)速發(fā)電機(jī)永磁式2.工作原理空載時(shí)：U=E

=CEΦ

n負(fù)載時(shí)：U=E

－Ra

ITGRLI＋

U－ETGRLEI＋

U－大連理工大學(xué)電氣工程系U=CEΦ

n－RaURLU=nCEΦ

1+RaRLU∝

nRL→∞

RL2

RL1UnORL2＞RL1

產(chǎn)生誤差的原因①電樞反應(yīng)。②環(huán)境溫度的變化，引起各繞組的電阻值變化。③負(fù)載變化，引起電刷與換向器接觸電阻的變化。9.4測(cè)速發(fā)電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系二、交流測(cè)速發(fā)電機(jī)1.基本結(jié)構(gòu)定子：轉(zhuǎn)子：2.工作原理定子鐵心上有兩相對(duì)稱繞組。籠型、杯型。輸出繞組勵(lì)磁繞組－Uf＋I(xiàn)fΦd正弦交流uf→if→Φd

Φd=Φdm

sinωt(1)

轉(zhuǎn)子靜止時(shí)勵(lì)磁繞組→一次繞組轉(zhuǎn)子繞組→二次繞組××··Ed→Ef→Ed→Id9.4測(cè)速發(fā)電機(jī)Ef大連理工大學(xué)電氣工程系IfId→Ff→Fd→Φd××··－Uf＋I(xiàn)fΦdEd忽略勵(lì)磁繞組的漏阻抗，則Uf=－Ef=

j

4.44fkwfNfΦdm輸出繞組：與Φd

無交鏈，不會(huì)產(chǎn)生E0。即：n=0時(shí)，U0

=0。＋

U0－Ed=－j

4.44fkwrNrΦdm9.4測(cè)速發(fā)電機(jī)Ef大連理工大學(xué)電氣工程系－Uf＋I(xiàn)fΦdEd(2)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)Φd交變感應(yīng)旋轉(zhuǎn)切割

Ed→Id

Eq→IqEq·×××··→ΦqΦq

eq=

C1Φd

n=

C1n

Φdm

sinωtΦq

=C2eq=

C1C2n

Φdm

sinωt=

Φqm

sinωtC1、C2——電機(jī)常數(shù)。Φqm

=

C1C2n

Φdm9.4測(cè)速發(fā)電機(jī)＋

U0－Ef大連理工大學(xué)電氣工程系輸出繞組：U0=－E0=j4.44fkw0N0Φqm=j4.44fkw0

N0C1C2n

Φdm

=C1C2n

Uf

kw0

N0KwfNfΦq→E0→U0輸出空載電壓：－Uf＋I(xiàn)fΦd＋

U0－Eq·×××··Φq

結(jié)論：①U0

∝n。②

u0與uf

同頻率、同相位。9.4測(cè)速發(fā)電機(jī)EdEfE0大連理工大學(xué)電氣工程系測(cè)速發(fā)電機(jī)9.4測(cè)速發(fā)電機(jī)

更多的圖片大連理工大學(xué)電氣工程系9.5自整角機(jī)（BS）

功能將轉(zhuǎn)角信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，或反之。通過兩個(gè)或兩個(gè)以上的組合，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角的傳輸、轉(zhuǎn)換和接收。同步聯(lián)接系統(tǒng)無機(jī)械聯(lián)接的兩個(gè)系統(tǒng)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

種類①按作用的不同：力矩式、控制式。②按相數(shù)的不同：單相、三相。

結(jié)構(gòu)定子、轉(zhuǎn)子。第9章控制電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系自整角機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖轉(zhuǎn)子鐵心單相繞組定子鐵心三相繞組電刷9.5自整角機(jī)※單相：定子為三相繞組、轉(zhuǎn)子為單相繞組?！啵憾ㄗ印⑥D(zhuǎn)子均為三相繞組。大連理工大學(xué)電氣工程系自整角機(jī)的結(jié)構(gòu)圖9.5自整角機(jī)后端蓋前球軸承集電環(huán)端部電刷

集流環(huán)端部觸點(diǎn)電刷定子外殼轉(zhuǎn)軸前端蓋定子繞組轉(zhuǎn)子繞組減震器輪罩殼大連理工大學(xué)電氣工程系一、力矩式自整角機(jī)UVWUVWa發(fā)送機(jī)b接收機(jī)~ΦΦ1.轉(zhuǎn)子處在協(xié)調(diào)位置時(shí)

縱向脈振Φ

→EUa=EUb，EVa=EVb，EWa=EWb;IUIVIWIU=IV=

IW=0

→T

=0，轉(zhuǎn)子靜止。定同子步繞組9.5自整角機(jī)EUbEVbEWbEUaEVaEWa大連理工大學(xué)電氣工程系2.轉(zhuǎn)子處在非協(xié)調(diào)位置時(shí)Φ

→EUa≠EUb，EVa≠EVb，EWa≠EWb;IU、IV、IW≠0

Φ→T

≠

0，9.5自整角機(jī)ΦUVWUVWa發(fā)送機(jī)b接收機(jī)~IUIVIWΦEUaEVaEWaEUbEVbEWb大連理工大學(xué)電氣工程系2.轉(zhuǎn)子處在非協(xié)調(diào)位置時(shí)Φ→EUa≠EUb，EVa≠EVb，EWa≠EWb;IU、IV、IW≠0

→T

≠

0，接收機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角。Φ重新達(dá)到協(xié)調(diào)位置，使IU=IV=

IW=0，

T

=0。9.5自整角機(jī)ΦUVWUVWa發(fā)送機(jī)b接收機(jī)~IUIVIWΦEUaEVaEWaEUbEVbEWb大連理工大學(xué)電氣工程系二、控制式自整角機(jī)UVWa控制式發(fā)送機(jī)UVWb自整角變壓器ΦΦ'IUIVIW＋Uf－＋U0－1轉(zhuǎn)子處在協(xié)調(diào)位置時(shí)

Φ→EU、EV、EW

不同大小同相位，則IU、IV、IW不同大小同相位→產(chǎn)生縱向脈振磁場(chǎng)Φ'→與輸出繞組不交鏈→U0=0。9.5自整角機(jī)EUaEVaEWa大連理工大學(xué)電氣工程系＋Uf－2.轉(zhuǎn)子處在非協(xié)調(diào)位置時(shí)9.5自整角機(jī)＋Uf－ΦΦ'Φ→EU、EV、EW→IU、IV、IW→Φ'→Φ'與輸出繞組交鏈→產(chǎn)生E0∝sin。即U0∝sin。Φ'與輸出繞組交鏈的分量EUaEVaEWaUVWa控制式發(fā)送機(jī)UVWb自整角變壓器＋U0－IUIVIWE0大連理工大學(xué)電氣工程系U1U2V1V2W1W2ΦU1U2V1V2W1W2(a)勵(lì)磁繞組在垂直位置時(shí)Φ9.5自整角機(jī)

自整角機(jī)中的脈振磁場(chǎng)(b)勵(lì)磁繞組轉(zhuǎn)過角時(shí)大連理工大學(xué)電氣工程系自整角機(jī)9.5自整角機(jī)

更多的圖片A型發(fā)送器M型指示器115V，60Hz單相交流輸入大連理工大學(xué)電氣工程系自整角機(jī)9.5自整角機(jī)

更多的圖片大連理工大學(xué)電氣工程系9.6旋轉(zhuǎn)變壓器（BR）

功能將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變換成與之有函數(shù)關(guān)系的電壓信號(hào)。結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一臺(tái)兩相繞線型異步電動(dòng)機(jī)。定、轉(zhuǎn)子鐵心上都有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同而互相垂直的繞組。種類計(jì)算用和數(shù)據(jù)傳輸用旋轉(zhuǎn)變壓器。1.正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器2.線性旋轉(zhuǎn)變壓器*3.比例式旋轉(zhuǎn)變壓器*4.數(shù)據(jù)傳輸用旋轉(zhuǎn)變壓器第9章控制電機(jī)大連理工大學(xué)電氣工程系一、正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器

將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變換成與之成正余弦函數(shù)關(guān)系的電壓信號(hào)。

定子

D1D2：勵(lì)磁繞組。

D3D4

：補(bǔ)償繞組。

轉(zhuǎn)子

Z1Z2：余弦輸出繞組。

Z3Z4：正弦輸出繞組。D1D2D3D4Z1Z2Z3Z4基準(zhǔn)位置（初始位置）9.6旋轉(zhuǎn)變壓器大連理工大學(xué)電氣工程系1.空載運(yùn)行D1D2D3D4Z1Z2Z3Z4＋Uf－＋Ucos－＋Usin－轉(zhuǎn)子處在基準(zhǔn)位置時(shí)ID12Uf

→ID12→FDd→Φd

轉(zhuǎn)子處在基準(zhǔn)位置時(shí)在D1D2中：Φd

→ED

在Z1Z2中：Φd

→EZ

ED

=

4.44fkw1N1ΦdmEZ

=

4.44fkw2N2Φdm

Uf=ED（忽略漏阻抗）

Ucos=EZ=kED

=kUf

Usin=0k==EZEDkw2N2kw1N19.6旋轉(zhuǎn)變壓器大連理工大學(xué)電氣工程系

轉(zhuǎn)子偏離基準(zhǔn)位置角時(shí)轉(zhuǎn)子偏離基準(zhǔn)位置角Z1Z2Z3Z4＋Ucos－＋Usin－D1D2D3D4＋Uf－ID12ΦZ12=Φdcos

ΦZ34=ΦdsinEZ12=EZcos=kEDcos=kUfcosEZ34=EZsin=kEDsin=kUfsin空載輸出電壓：

Ucos=kUfcosUsin=kUfsin9.6旋轉(zhuǎn)變壓器Z1Z3Z4Z2＋Ucos－＋Usin－dZ34Z12大連理工大學(xué)電氣工程系

設(shè)Z1Z2接負(fù)載2.負(fù)載運(yùn)行D1D2D3D4＋Uf－ID12Z1Z3Z4Z2＋Ucos－＋Usin－ZL

EZ12→IZ12→FZ12FZd

(縱向)FZq

(橫向)FZqFZdFZ12FZd

=FZ12cosFZq=FZ12sinFDd

(定子)FZd

(轉(zhuǎn)子)ΦdFZq→ΦZq→EZ12、EZ34''EZ12=kUfcos＋EZ12''EZ34=kUfsin＋EZ34IZ12∝cos∝sin9.6旋轉(zhuǎn)變壓器大連理工大學(xué)電氣工程系

補(bǔ)償方式(1)定子邊補(bǔ)償(2)轉(zhuǎn)子邊補(bǔ)償(3)定轉(zhuǎn)子邊同時(shí)補(bǔ)償D1D2D3D4＋Uf－ID12Z1Z3Z4Z2＋Ucos－＋Usin－將定子繞組D3D4短路。ZC將Z3Z4接ZC。FZqFZdFZ12FZqFZdFZ34''ZLIZ12IZ34若ZC=ZL，ΦZq

=0。9.6旋轉(zhuǎn)變壓器大連理工大學(xué)電氣工程系二、線性旋轉(zhuǎn)變壓器

功能在一定的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正比。結(jié)構(gòu)與正弦、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器相同。一般的正、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器

UZ34=EZsinθ當(dāng)θ很小時(shí)：UZ34≈EZθ例如：

θ=14o=0.244346radsin14o=0.241922θ=5o=0.087266radsin5o=0.0871569.6旋轉(zhuǎn)變壓器大連理工大學(xué)電氣工程系D1D2D3D4Z3Z1Z4Z2＋Uf－

＋U0

－ZL因?yàn)槎ㄗ舆呇a(bǔ)償，所以認(rèn)為Φq

=0Φd→ED12、EZ12、EZ34三個(gè)E大小不同、相位相同。忽略漏阻抗，則

Uf=ED12＋EZ12=ED＋EZ