力矩式自整角机工作原理及应用

1、图 5 - 11 控制式自整角机的原理电路图,图 5 - 16 定子绕组中的电流,图 5 - 18 定子磁场的合成和分解,图 5 - 19 控制式自整角发送机、 变压器的定子合成磁场,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

2、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 sin, 其中叫失调角。 失调角=90-,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 , 这里的单位取弧度(rad)。,图 5 - 22 随动系统中的ZKF-ZKB,图 5 - 3 雷达俯仰角自动显示系统原理图,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

3、式运行。 其目的是用来传递两个发送轴的角度和或角度差。,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-(1-2), 因此, 输出电势为 E2=E2max cos90-(1-2) =E2max sin(1-2) (5 - 14),图 5 - 25 火炮相对于罗盘方位角的控制原理图,5.5 力矩式自整角机的运行,5.5.1 力矩式自整角机的工作原理 ZLF-ZLJ的工作原理如图 5 - 26 所示。 图中这一对力矩式自整角机的结构参数、 尺寸等完全一样。 我们假定图 5 - 26中ZLF的转子励磁绕组轴线位置, 是当两机加励磁后,

4、 由原来与ZLJ转子轴线相同的位置人为地逆时针方向旋转角的位置, 当忽略磁路饱和时, 我们可分别讨论ZLF和ZLJ单独励磁的作用, 然后进行迭加。,图 5 - 26 力矩式自整角机的工作原理图,图 5 27 载流线圈在合成磁场中所受到的力矩,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, 我们称之为整步转矩。 由于磁密Bq=B sin起了关键作用, 故整步转矩与sin成正比, 即 T=KB sin (5 - 15),图 5 - 28 整步转矩与失调角的关系,图 5 - 29为测量

5、水塔内水位,5.6 自整角机的选用和技术数据,在自动控制系统中, 如果遇到要求能够“自动跟随”(或同步随动)、 远距离测量、 伺服机构的远距离控制等情况时, 理所当然应选用自整角机。 在选择自整角机时, 必然牵扯到自整角机本身的技术数据以及在选用中应注意的一些问题, 以下分别介绍。,5.6.1 自整角机的型号和技术数据 1.型号 选择某自整角机时, 一定要注意到该电机铭牌上的型号, 根据型号就可大体了解这台电机的运行方式和尺寸大小。 例如： 某一自整角机型号为“36ZKF01”； 另一自整角机型号为“28ZKB02”； 再一自整角机型号为“70ZLJ01”。,5.6.1 自整角机的型号和技术数

6、据 1.型号 选择某自整角机时, 一定要注意到该电机铭牌上的型号, 根据型号就可大体了解这台电机的运行方式和尺寸大小。 例如： 某一自整角机型号为“36ZKF01”； 另一自整角机型号为“28ZKB02”； 再一自整角机型号为“70ZLJ01”。,2.励磁电压 它是加在励磁绕组上的电压。 对于ZKF、 ZLF、 ZLJ而言, 励磁绕组就是转子绕组； 而对于ZKB, 励磁绕组是相当于这里的定子绕组, 则励磁电压是指加在定子绕组上的最大线电压, 其数值与所对接的ZKF定子绕组的最大线电压一致, 例如“36ZKF01”的励磁电压为115 V。,3. 最大输出电压 它是指额定励磁时自整角机副边的最大线

7、电压。 例如“36ZKF01”的最大输出电压为90 V。 对于发送机和接收机均指定子绕组的最大线电势； 对于ZKB, 则指转子输出绕组的最大电势, 此时它的定子绕组连接如图 5 - 32或图 5 - 33所示。,4.空载电流和空载功率 空载电流和空载功率是指副边空载时, 励磁绕组的电流和消耗的功率。 例如“36ZKF01”的空载电流为92 mA； 空载功率不大于2 W。 5.开路输入阻抗 它是指副边开路, 从原边(即励磁端)看进去的等效阻抗。 对于发送机和接收机是指定子绕组开路, 从励磁绕组两端看进去的阻抗； 对于ZKB是指输出绕组开路, 从定子绕组两端看进去的阻抗。 例如“36ZKF01”的开路输入阻抗为1.25 k。,6.短路输出阻抗 它是指原边(励磁端