自整角机.docx

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自整角机

第五章自整角机

（ChapterfiveSelsyns）

Selsynsareelectromechanicaldevicesusedfortheconvenientandaccuratetransmissionofangulardatabetweentwoormoreremotepoints.Thetransmissionisaccomplishedelectricallywithoutanymechanicalconnectionbetweenthetwounits.Thesystemgenerallyconsistsofatransmitterandareceiver.Mostselsynapplicationsareformeasurementandpositionindication.Forinstance,isthevalveopenorclosed.

自整角机有力矩式和控制式两种，其用途不同。

力矩式自整角机用做远距离转角指示，控制式自整角机可以将转角转换成电信号。

1.控制式自整角机。

控制式发送机：

ZKF；控制式变压器：

ZKB

2.力矩式自整角机。

力矩式发送机：

ZLF；力矩式接收：

ZLJ

图5-4自整角机结构简图

1-定子2-转子3-阻尼绕组4-电刷5-接线柱6-滑环

图5–5自整角机定子转子结构形式

图5-7隐极式自整角机的定子和转子

图5–8三相对称绕组示意图

力矩式自整角机的应用

图5-3是雷达俯仰角自动显示系统示意图。

图中自整角发送机6转轴直接与雷达天线的俯仰角耦合，因此雷达天线的俯仰角就是自整角发送机的转角。

控制式自整角接收机4转轴与由交流伺服电动机1驱动的系统负载（刻度盘5或火炮等负载）的轴相连，其转角用表示。

接收机转子绕组输出电动势E2（有效值）与两轴的差角即-近似成正比，即

式中k为常数

E2经放大器放大后送至交流伺服电动机的控制绕组，使交流伺服电动机转动。

可见，只要≠，即≠0，就有E2≠0，伺服电动机便要转动，使减小，直至=0。

如果不断变化，系统就会使跟着变化，以保持=0，这样就达到了转角自动跟踪的目的。

只要系统的功率足够大，接收机上便可带动火炮一类阻力矩很大的负载。

发送机和接收机之间只需三根连线，便实现了远距离显示和操纵。

1—自整角接收机（Receiver）；2—自整角发送机（Transmitter）；

3—交流伺服电动机（ACServrMotor）；4—放大器（Amplifier）；

5—刻度盘（Dial）；6—减速器（Reducer）

图5-3雷达俯仰角自动显示系统原理图

5.3.1转子励磁绕组（fieldwinding）产生的脉振磁场（pulsatingfield）

5.3.2定子绕组的感应电流（InducedCurrentinStatorWinding）

5.3.3定子电流产生的磁场（FieldofStatorCurrent）

图5-18定子磁场的合成和分解（SuperpositionandDecomposition）

=0

因此，定子三相合成磁场为

概括结论（DerivedConclusion）：

（1）定子三相合成磁密相量

在x轴方向,即和励磁绕组轴线重合,但和

反向。

由于励磁绕组轴线和定子绕组D1相轴线的夹角为θ1,因此定子合成磁场的轴线超前D1相轴线（180°-θ1）。

（2）由于合成磁密

在空间的幅值位置不变,且其长度（即模值）是时间的正弦（或余弦）函数,故定子合成磁场也是一个脉振磁场。

（3）定子三相合成脉振磁场的幅值恒为一相磁密最大值的3/2倍,它的大小与转子相对定子的位置角θ1无关。

5.3.4ZKB转子输出绕组的电势

令

，

角称为失调角。

则

图5-20控制式自整角机的协调位置

图5-21控制式自整角机的输出电势

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。

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=U2maxsinγ，在γ角很小时,U2=U2maxγ；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0.3～1V/（°）。

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

5.5力矩式自整角机的运行

图5–27载流线圈在合成磁场中所受到的力矩

5.5.1力矩式自整角机的工作原理

图5-26力矩式自整角机的工作原理图

5.5.2力矩式自整角机的失调角和协调位置

力矩式自整角机的接收机ZLJ转子在失调时能产生转矩T来促使转子和发送机ZLF转子协调,这个转矩是由电磁作用产生的,称之为整步转矩。

该转矩的大小由Bq=Bsinδ决定,与sinδ成正比,即

图5-28整步转矩与失调角的关系

失调角很小时,可以证明,转矩与产生它的磁场成正比,再考虑到数学上sinδ≈δ（δ单位取rad，radian），则认为：

（5-16）

类似于控制式自整角机的比电压,当失调角为1°（即0.017453rad）时,力矩式自整角机所具有的整步转矩称为比整步转矩，用Tθ表示,即

5.5.4力矩式自整角机的应用

1—浮子；2—平衡锤；3—发送机；4—接收机

液面位置指示器

1.Controlsynchronous

Controlsynchrosareusedinthesystemsthataredesignedtomoveheavyloadssuchasgundirectors（火炮射击指挥仪）,radarantennas,andmissilelaunchers.Apositioningservosystemusingacontrolsynchrosystemconsistingofaservomotor,aservoamplifier,acontroltransmitterandacontroltransformer.

errorsignal

Figure3Controlsynchrosystem

Theerrorsignalisamplifiedbytheservoamplifierandappliedtotheservomotor.Theservomotorturnstheload,andthroughamechanicallinkagecalled“response”,alsoturnstherotorofthecontroltransformer.Theservomotorturnstherotorofthecontroltransformersothatitisonceagainincorrespondencewiththerotorofthetransmitter,theerrorsignaldropstozerovolts,andthesystemcomestoastop.