第5章+自整角机.ppt

若γ角用弧度作单位而且γ角又很小时, 数学上可以令sinγ≈γ。 例如, 在γ=0°～10°(即0～0.174 53 rad)时, 用γ代替sinγ所造成的误差不大于0.51%； 在γ=0°～20°(即0～0349 07 rad)时误差不大于202%……。 因此, 失调角γ较小时, 可近似认为公式E2=E2max γ成立, 即认为输出电势与失调角成正比。 这样输出电势的大小就直接反映了发送机转轴和接收轴(随动系统中, 自整角机变压器的转轴就是接收轴)之间差值的大小。 图 5 - 22 随动系统中的ZKF-ZKB 图 5 - 22 所示的随动系统中当ZKB输出绕组接上交流放大器时, 可认为输出绕组电压也为： ? U 2=U 2max γ (5 - 13) ? 这个电压经放大后, 送给交流伺服电动机, 伺服电动机就带着接收轴转动, 以缩小或消除转角差值, 达到了接收轴和发送轴“自整角”或“自同步”的目的。 图中的“S、 R”(包括S′、 R′)分别表示定子、 转子绕组的引线端符号(以前曾使用D、 E)。 以上所分析的内容就是控制式自整角机的工作原理。 简单归纳如下： ? (1) ZKF的转子绕组产生的励磁磁场是一个脉振磁场, 它在发送机定子绕组中感应变压器电势。 定子各相电势时间上同相位, 其有效值与定、 转子间的相对位置有关。 (2) ZKF定子合成磁场的轴线与转子励磁磁场的轴线重合, 但方向恰好相反。 (3) ZKF和ZKB的定子三相绕组对应联接, 两机定子绕组的相电流大小相等、 方向相反,因而两机定子合成磁场相对自己定子绕组位置的方向也应相反。 (4) ZKB的输出电势的有效值E2=E2max sinγ, 其中γ叫失调角。 失调角γ=90°-δ,γ角 是实际ZKB转子绕组轴线(从Z2′到Z1′方向)偏移(超前)协调位置( 方向)的角度(取正号)(图 5 - 20 所示)。 协调位置为输出电势等于零的位置。 在失调角比较小时, U 2=U 2max γ, 这里γ的单位取弧度(rad)。 5.3.5 控制式自整角机的主要技术指标之一——比电压 ? 输出电压和失调角的关系为U2=U2max sinγ, 在γ角很小时, U2=U2max γ； 即此时可以用正弦曲线在γ=0处的切线近似地代替该曲线, 如图5 - 23 所示。 这条切线的斜率称为比电压或电压陡度, 其值等于在协调位置附近失调角变化1°时输出电压的增量, 单位为V/(°)。 目前国产自整角变压器的比电压的数值范围为0.3～1 V/(°)。 由图 5 - 23 可见, 比电压大, 就是上述的切线的斜率大, 也就是失调同样的角度所获得的信号电压大, 因此系统的灵敏度就高。 图 5 - 23 输出电压在γ=0时的切线 5.4 带有“ZKC”的控制式自整角机 自整角机除了作成对(ZKF和ZKB)运行外, 还可在ZKF和ZKB之间再接入控制式差动发送机即ZKC作控制式运行。 其目的是用来传递两个发送轴的角度和或角度差。 第 5.2 节已说明差动式自整角机的结构特点: 转子采用隐极式结构, 而且转子铁心的槽中放置有三相对称分布绕组, 并通过三组集电环和电刷引出, 参考图 5 - 9； 定子和普通自整角机完全相同, 属三相对称绕组, 参考图 5 - 7(a)和图 5- 8。 带有差动发送机(ZKC)的控制式自整角机工作原理如图 5 - 24 所示。 这里有两只发送机, 一只是普通的自整角发送机(ZKF), 另一只则是控制式差动发送机(ZKC)。 自整角变压器(ZKB)用来输出电压。 图中ZKC的三相定子对称绕组引线端用C1、 C2、 C3表示, 其转子三相对称绕组用C1′、 C2′、 C3′表示。 转子绕组某相轴线与对应相的定子绕组轴线的夹角定义为差动发送机转轴输入角θ2。 图 5 - 24 ZKF-ZKC-ZKB的工作原理 此磁场作为ZKB的励磁磁场, 它与输出绕组轴线的夹角 为90°-(θ1-θ2), 因此, 输出电势为  E2=E2max cos［90°-(θ1-θ2)］ =E2max sin(θ1-θ2) (5 - 14) 输出电势经放大器放大后,