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1、自整角机第五章 自整角机（Chapter five Selsyns）Selsyns are electromechanical devices used for the convenient and accurate transmission of angular data between two or more remote points. The transmission is accomplished electrically without any mechanical connection between the two units. The system generally con

2、sists of a transmitter and a receiver. Most selsyn applications are for measurement and position indication. For instance, is the valve open or closed.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：ZKB2. 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-

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58 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E20，伺

4、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（AC Servr Motor）；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（field winding）产生的脉振磁场（pulsating fi

5、eld）5.3.2 定子绕组的感应电流（Induced Current in Stator Winding） 5.3.3 定子电流产生的磁场（Field of Stator Current） 图5 - 18 定子磁场的合成和分解 (Superposition and Decomposition) =0因此，定子三相合成磁场为概括结论（Derived Conclusion）：(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1,因此定子合成磁场的轴线超前D1相轴线(180-1)。 (2) 由于合成磁密在空间的幅值位置不变,且其长

6、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1无关。 5.3.4 ZKB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

7、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=U2max sin ，在角很小时, U2=U2max；即此时可以用正弦曲线在 =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0.31 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

8、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 =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=B sin决定,与sin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sin (单

9、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0.017 453 rad)时,力矩式自整角机所具有的整步转矩称为比整步转矩，用T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. Control synchronousControl synchros are used in the systems that are designed to move heavy loads such as gun directors(火炮射击指挥仪), radar antennas, and missile l

10、aunchers. A positioning servo system using a control synchro system consisting of a servomotor, a servoamplifier, a control transmitter and a control transformer. error signalFigure 3 Control synchro systemThe error signal is amplified by the servoamplifier and applied to the servomotor. The servomo

11、tor turns the load, and through a mechanical linkage called “response”, also turns the rotor of the control transformer. The servomotor turns the rotor of the control transformer so that it is once again in correspondence with the rotor of the transmitter, the error signal drops to zero volts, and the system comes to a stop.