当前位置：文档之家 › 力矩式自整角机实验

力矩式自整角机实验

  • 格式：doc
  • 大小：284.50 KB
  • 文档页数：6

下载文档原格式

  / 6

合集下载

第六章_自整角机

第六章_自整角机

6.2.3 ZKB的输出电动势 的输出电动势
当ZKB定子合成磁场的轴线与输出绕组轴线的夹角 θ1 − θ 2 = δ 时，合 成磁场在输出绕组中感应电动势的有效值为
E 2 = E 2 max cos δ
若将转子由原先规定的起始协调位置转 过90°电角度，则
E2 = E2 max cos(γ − 90 o ) = E2 max sin γ
图6-6定子磁场的分解与合成 x轴方向总磁通密度为
B x = B1 x + B2 x + B3 x = B1 cos θ 1 + B2 cos(θ 1 + 120 o ) + B3 cos(θ 1 − 120 o )
Bx = Bm cos 2 θ1 + cos 2 (θ1 + 120o ) + cos 2 (θ1 − 120o ) sin ωt
B y = B1 y + B2 y + B3 y = − B1 sin θ1 − B2 sin(θ1 + 120 o ) − B3 sin(θ1 − 120 o ) Bm = sin( 2θ1 ) + sin 2(θ1 + 120 o ) + sin 2(θ1 − 120 o ) sin ωt 2
[
6.4 控制式自整角机的性能指标
6.4.1误差概述 误差概述
当控制式自整角机的失调角很小时，ZKB的输出电压为
U 2 = E 2 = E 2max γ
γ 在协调位置时， = 0， U 2 = 0
实际上由于结构和工艺上的各种因素，
& 即使在协调位置，输出绕组中仍存在电压 ∆U 2
图6-12输出电压相量图 &′ 第一个分量 ∆U 2 称为同相分量，引起转角随动误差；

第6章 自整角机

第6章 自整角机

第5章 自整角机
5.2 控制式自整角机 工作原理：左边为自整角机发送机(ZKF)，右边为 自整角机变压器(ZKB)。ZKF、ZKB定子绕组引线 端D1, D2, D3和D′1, D′2, D′3对应联接，为同步绕 组或整步绕组。
第5章 自整角机
ZKF的转子绕组接交流电压Uj，为励磁绕组；ZKB 的转子绕组输出感应电势，为输出绕组。为便于分 析，ZKF转子绕组轴线、定子D1绕组轴线夹角为θ1， ZKB 输 出 绕 组 、 定 子 绕 组 轴 线 夹 角 为 θ2 ， 且 设 θ2>θ1。
第5章 自整角机
二、定子绕组的感应电流 自整角发送机转子上的励磁绕组通电流 if 后， 将产生相位相同，大小与转子绕组空间位置有关 的感应电势。为便于分析，用一匝线圈Z1 - Z2表 示转子励磁绕组，用一匝线圈D1 - D4 表示定子绕 组。求出D1相绕组所匝链的磁通。
第5章 自整角机
设此瞬时脉振磁通达到最大。把磁密空间矢量Bf分 解成两个垂直分量：D1-D4轴线方向，值Bf cosθ1； D1-D4 轴线方向垂直，Bf sinθ1 。当Bf方向与D1-D4 轴线重合时，D1-D4匝链全部磁通Φm，即一个极的 磁通，但现在D1-D4 轴线方向磁密为Bf cosθ1 ，故 D1-D4所匝链的磁通为Φm cosθ1。
第5章 自整角机
(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) 协调位置的角度(取正号)。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, γ的单位取弧度(rad)。
若γ用弧度作单位且γ角又很小, sinγ≈γ。 如, 在γ=0°～10°(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°时误 差不大于2.02%。因此, γ较小时, 可近似认为 E2=E2max γ, 即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 间差值的大小。

自整角机结构及原理

自整角机结构及原理
第三章
自整角机
基本内容与重难点
力矩式自整角机的分类和结构；运行原理和性能；主 要技术指标；阻尼绕组。重点从物理概念上深刻理解 力矩式自整角机的运行原理和静态整步转矩的产生。
多台自整角接收机的并联使用。 控制式自整角机的结构、运行原理和性能，主要技术
指标。重点掌握其运行原理和输出特性。 差动自整角机的结构和运行原理。要求熟悉差动自整
力矩式自整角机分类
力矩式自整角机按其用途可分为四种： ✓ 力矩式发送机：主要与力矩式差动发送机、力矩式接收机一起工作，将
转子转角的变化转变为电信号输出。目前，我国生产的力矩式自整角发 送机其型号为ZLF。 ✓ 力矩式接收机：主要与力矩式发送机、力矩式差动发送机一起工作。其 作用是，接收了力矩式发送机或力矩式差动发送机的电信号后，使其转 子自动地转到对应于发送机转子的位置，或使转于转动的角度对应子发 送机转子和差动发送机转于转角变化的和或差)。目前，我国生产的力矩 式自整角接收机其型号为ZLJ。 ✓ 力矩式差动发送机：串接于力矩式发送机与接收机之间，将发送机的转 子转角及其自身的转子转角之和(或差)变换成电信号，传输给接收机。目 前，我国生产的力矩式差动自整角发送机其型号为ZCF ✓ 力矩式差动接收机：串接于两台力矩式发送机之间，接收它们输出的电 信号，使其转子转角为两台发送机转子转角之和(或差)。日前，我国生产 的力矩式差动自整角接收机其型号为ZCJ。
自整角机机械结构
自整角机的机壳，为保证在薄壁情况下有足 够的强度，28号机座以下的机壳均用不锈 钢筒制成；28号机座以上的机壳一般都采 用铝合金制成；而28号机座的机壳两者均 有采用。机壳通常加工成杯形，即电机的一 端有端盖，另一端是封闭的。轴承孔分别位 于端盖和机壳上。
20号机座以下的电机都采用“一刀通”结 构，即定子铁心内圆和轴承孔为同一尺寸， 保证了定、转子有较高的同心度；20号机 座以上的电机都采用装配式结构。

第三章_自整角机课件

第三章_自整角机课件

二、 力矩式自整角机的运行性能
发送机和接收机的整步绕组各相回路中的合成电势为：
Ea E2 a E1a 2 E sin
1 2
2
sin

2
0
Eb E2b E1b 2 E sin( Ec E2c E1c 2 E sin(
1 2
2 2
120 ) sin 120 ) sin
接收机
力矩式 差动发送机
ZLJ
ZCF
TR
TDX
差动接收机 发送机 变压器 控制式 差动发送机
ZCJ ZKF ZKB ZKC
TDR CX CT CDX
自整角机的功能与分类
力矩式自整角机本身不能放大力矩，要带动接收机轴上的机械负载，
必须由自整角机一方的驱动装置供给转矩。力矩式自整如远距离指示液面的高度、
0

2
1 2

2
二、 力矩式自整角机的运行性能
在ZLF与ZLJ的整步绕组回路中产生电流
Ia Ib Ea E sin 1 2 sin I sin 1 2 sin 2Z a Z a 2 2 2 2 Eb E sin( 1 2 1200 ) sin I sin( 1 2 1200 ) sin 2Z a Z a 2 2 2 2
Ec E 1 2 1 2 0 0 Ic sin( 120 ) sin I sin( 120 ) sin 2Z a Z a 2 2 2 2
二、 力矩式自整角机的运行性能
2.磁势 每相、每对极整步绕组基波磁势的幅值为：
F1a F2 a 4

4
2 I a N K

一种简易的自整角机与测速发电机的测试方法

一种简易的自整角机与测速发电机的测试方法

一种简易的自整角机与测速发电机的测试方法发布时间：2021-07-22T08:18:20.072Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第7期作者：邓关平[导读] 在许多控制系统中，存在诸如位置、速度、加速度等参数，它们可能包含于轴角量中或由轴角量变化而来。

广州市长岛光电机械厂摘要：本文主要阐述了自整角机与测速发电机的基本结构及原理，并提供了对两种控制电机（轴角传感器）简易的测试方法。

关键词：自整角机；测速发电机；简易测试方法0前言在许多控制系统中，存在诸如位置、速度、加速度等参数，它们可能包含于轴角量中或由轴角量变化而来。

轴角量的测量可以通过轴角类电磁元件（轴角传感器）而获得，轴角类电磁元件的输出含有角度量的模拟信号。

轴角类电磁元件种类很多，其中，自整角机和测速发电机就是一种具有高可靠性、高精度的角度（速度）传感器，广泛应用于工业自动化和国防军事领域，如冶金、航海等位置、方位同步指示系统和火炮、光电、雷达等伺服系统，自整角机主要用于同步电机的同步位移等，测速发电机主要用于测速反馈控制等。

1自整角机自整角机是利用自整步特性将转角变为交流电压或由转角变为转角的感应式微型电机，在伺服系统中被用作测量角度的位移传感器；也可以用于实现角度信号的远距离传输、变换、接收和指示。

两台或多台电机通过电路的联系，使机械上互不相连的两根或多根转轴自动地保持相同的转角变化，或同步旋转。

电机的这种性能称为自整步特性。

在伺服系统中，产生信号方所用的自整角机称之为发送机，接收信号方的称之为接收机。

1.1自整角机的分类及基本结构根据在转角位置传递系统中的应用，按结构、原理的特点可将自整角机分为控制式、立矩式、霍尔式、多机式、固态式、无接触式和四线式等，前两种是最常用的运行方式。

按照使用要求可分为控制式自整角机和力矩式自整角机两大类。

控制式自整角机又分为控制式自整角发送机（ZKF）、控制式差动自整角发送机（ZKC)、控制式自整角变压器（ZKB)；力矩式自整角机又分为力矩式自整角发送机（ZLF)、力矩式差动自整角发送机（ZCF）、力矩式自整角接收机（ZLJ）和力矩式差动自整角接收机（ZCJ）。

控制电机第5章 自整角机

控制电机第5章 自整角机
B1 y B1 sin 1 B2 y B2 sin(1 120 ) B B sin( 240 ) 3 y 3 1
图5 - 18 定子磁场的合成和分解 (Superposition and Decomposition)
Bx B1x B2 x B3x B1 cos1 B2 cos(1 120 ) B3 cos(1 240 )
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 - 4 自整角机结构简图
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。
E2 k ( ) k
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 Serve Motor）； 4—放大器（Amplifier）； 5—刻度盘（Dial）； 6—减速器（Reducer）
B1 Ki1 Bm cos1 sin t B2 Ki2 Bm cos(1 120 ) sin t B Ki B cos( 240 ) sin t 3 3 m 1
B1x B1 cos1 B2 x B2 cos(1 120 ) B B cos( 240 ) 3 1 3x

第三章_自整角机

第三章_自整角机
F 1 b F 2 b 4 2 I b N K 4 2 IN sK 1 i 2 n 2 1 ( 0 ) s 2 2 i F 1 c F 2 c 4 2 I c N K 4 2 IN sK 1 i 2 n 2 1 ( 0 ) s 2 2 i
二、 力矩式自整角机的运行性能
2.力矩式自整角机整步绕组的转矩
比整步转矩：自整角发送机和接收机在失调角为1°时
所产生的整步转矩。
当失调角很小时
T0.11 f
9E24Xq2XqRq2
T 0.1f19E24Xq2XqRq2 T2.08f140 3E2Xq 2X q Rq 2
单位：N.m/rad 单位：N.m/（°）
T
21.2E2 f
3.5 控制式自整角机
一、控制式自整角机的结构
1.控制式自整角发送机 控制式自整角发送机和力矩式发送机结构很相近。只是 控制式自整角发送机比力矩式发送机具有较高的空载输 入阻抗，因而励磁绕组的匝数较多，磁密较低。
2.控制式自整角变压器 为了提高电气精度，降低零位电压，控制式自整角变压器 均采用隐极转子结构，并在转子上装设单相高精度的正弦 绕组作为输出绕组。
发送机和接收机成对工作时
2.0 T1
8 f140 3E2X1 q2 X 1 qR1 q2
T22.08 f140 3E2X2 q2 X 2 qR2 q2
3.4 多台自整角接收机的并联使用
n台同型号接收机接到同一台不同型号的发送机上
Tn
2T1T2 nT2 T1
结论：接收机接并联工作时，每台接收机的比整步转矩 会随接收机台数增加而减少。
3.4 多台自整角接收机的并联使用
并联的接收机受下列因素的影响： （1）比整步转矩的降低； （2）接收机的误差增大，精度降低； （3）自整角发送机的温升增高； （4）自整角机整步绕组之间引起环流。

控制电机第六章 自整角机_OK

控制电机第六章 自整角机_OK
bp1 Bm1 sint cos X
bp1为基波每相磁密瞬时值；Bm1为基波每相电流达最大值时产生的磁密幅值； X为沿周长方向的空间弧度值。
15
2.定子绕组的感应电流
发送机上的转子励磁绕组通入电流后，产生脉振磁通， 匝链到定子各相绕组产生感应电势。 转子处于某一位置，定子三相绕组的感应电势在时间的相位彼 此相同，而感应电势的大小则与转子绕组在空间的位置有关。
4
➢力矩式自整角机有时会用到差动自整角机
差动式发送机（ZCF，TDX），差动式接收机（ZCJ，TDR） 差动发送机接于“ZLF”和“ZLJ”之间，将“ZLF”转角 和自身的转角的和（或差）转变为电信号，输至“ZLJ”； 差动接收机串接于两个“ZLF”之间，接收电信号，将自 身的转角为两发送机转角的和（或差）。
转子转过任意角 1时，磁密在
D1D4轴线的分量分别：
Bf cos1 匝链D1D4绕组 Bf sin1 不匝链D1D4绕组
设 m为一个极的磁通
量，D1相绕组所匝链的 励磁磁通幅值为：
1 m cos1 16
三相定子绕组 所匝链励磁磁 通的幅值为：
1 m cos1 2 m cos(1 1200) 3 m cos(1 2400)
[注意] ：三相整步绕组中的电流是单向电流。
32
两机处于协调位置
发送机偏转造成失调
处于协调位置时，两机 的三相整步绕组感应电势 对应相等，整步绕组中没 有电流流过，气隙只有励 磁磁场，转子都不受力。
失调后整步绕组有电流， 磁场变化，转子受力。
失调时两机的受力情况
33
34
5差动式自整角机
35
36
if I fm sint
某一瞬间磁场的轴线即为励磁绕组的轴线，而实际励磁绕组 中电流if随时间作正弦（或余弦）变化，因此磁通密度也随 之变正变负，变大变小。

自整角机自整角机类型和用途

自整角机自整角机类型和用途

第38页/共122页
I1
E1 ZZ
E cos1
ZZ
I cos1
I
2
E2 ZZ
E cos(1 120 )
ZZ
I cos(1 120 )
I
3
E3 ZZ
E cos(1 240 )
式自整角机“ZKF”和“ZKB”成对运行为例来分析其工作原理。 图 5 - 11 为它的工作原理电路图。 图中
左边为自整角机发送机(ZKF)， 右边为自整角机变压器(ZKB)。 ZKF和ZKB的定子绕组引线端D1, D2, D3和 D′1, D′2, D′3对应联接， 被称为同步绕组或整步绕组。
第22页/共122页
第19页/共122页
•
图 5 - 10 所示的是自整角机的基本结构。 由于这种自整角机的
定、 转子都装在一个机壳里， 故也称为整体式结构。 为了表示内部结构，
本图拆开画出。 还有一种分装式结构的自整角机， 也就是定、 转子是分开
的， 它们分别是在现场安装固定。 分装式自整角机的结构特点是电机外径
较大、 轴向长度较短， 呈环状而非筒柱状。 这种分装式结构习惯上不直接
第3页/共122页
图 5 - 2 差动式自整角机电路图
第4页/共122页
•
有时力矩式自整角机还用到差动发送机(国内、 国际代号分别为
ZCF、 TDX)和差动接收机(代号分别为ZCJ、 TDR)。 差动发送机串接于
“ZLF”和“ZLJ”之间， 是将发送机(即“ZLF”)转角及自身转角的和(或差)
转变为电信号， 输至接收机(即“ZLJ”)； 而差动接收机是串接于两个力矩
•
(1) 对某瞬时来说， 磁场的大小沿定子内圆周长方向作余弦(或正

自整角机与旋变

自整角机与旋变

1.自整角机的极对数答：自整角机也与旋转变压器一样，也可以做成多级的，也广泛用于双、三通道的同步系统中，工作原理相同。

多级旋变和两级旋变的工作原理相同，不同的是，例如电机有p对级，转子转过360/p度期间，其线圈所匝链的磁通变化情况与两级旋变转过360度是一样的，因此，在这个过程中两者感应电势的变化也完全一样。

在电机中常常定义一对级占360度电角度，所以转子转过360/p机械角度，电角度已经变化360度。

多极旋变与多级自整角机精度比单级的要高，常用做双通道测量系统中的精机。

2.自整角机与旋变的主要指标答：一．自整角机按使用要求不同，分为控制式自整角机和力矩式自整角机。

一般都是成对使用。

控制式自整角机中，又分为控制式发送机（ZKF)，控制室差动发送机（用于差角随动系统中，接在控制式发动机与自整角变压器之间，代号ZKC），自整角变压器。

力矩式自整角机分为，力矩式发送机（ZLF），力矩式差动发送机（ZCF)，自整角接收机（ZLJ)自整角机的主要技术指标：1.频率，指激磁电源的频率。

常用的是400Hz，也有50Hz。

频率越高，速度误差越小。

2.激磁电压：加在激磁绕组上产生激磁磁通的电压。

（GB/T 13138-2008）3.最大输出电压：指额定激磁时自整角机副边的最大线电压。

对于发送机和接收机均指定子绕组最大线电势，对自整角变压器，则指输出绕组最大电势。

（常见的有9V,12V,16V,36V,90V,110V,115V)4.空载电流和空载功率：指副边空载时，激磁绕组的电流和消耗的功率。

5.开路输入阻抗：指副边开路，从原边（激磁端）看进去的等效阻抗。

（注：自整角变压器是指输出绕组（转子）开路，从定子绕组两端看进去的阻抗）6.短路输出阻抗：指原边（激磁端）短路，从副边绕组两端看进去的阻抗。

7.开路输出阻抗：指原边（激磁端）开路，从副边绕组两端看进去的阻抗。

自整角机的性能指标：1.电气误差：来源：工艺、结构、材料方面的因素使得理论分析条件与实际有差别（详见书P94）测定：用一台精度为零级的自整角发送机，被测自整角机当自整角变压器，放到精密分度盘上，发送机从0度开始每次转过15度，转动分度盘使输出电压最小，理论上每次变压器也转过15度，实际上转过的度数与15度的差值即是每一次的误差值，一共得到24个误差值。

自整角机(第5章)

自整角机(第5章)

控制电机
6 接收机定子产生的合成脉振磁场轴线与输出 绕组轴线夹角为 。 o 5 自整角机控制式运行时， = 2 - 1 = 90 的位 置定义为协调位置。协调时，输出电势E0= 0。相 对协调位置的转角 叫做失调角或差角。 6 输出绕组的电势是变压器电势，其有效 值E0= E0max sin ，在小失调角时，可认为 E0= E0max 3
D’2
E0max是定子合成磁 场轴线与输出绕组轴 D’3线重合时的感应电势， 此时达到最大。
控制电机
自整角发送机的激磁电压是一定的，一对自 整角机的参数一定，因而E0max是一个常数。
E0 1 Z’1 2

Z’2
变压器输出绕组电势的有效值 与两转轴的差角 的余弦成正 比。 E0= E0max cos
~Uj 1 Z1 Z’1 E0 2 Z’2
E1 = E cos1 o E2 = Ecos (1 +120 ) o E3 = E cos (1 +240 )
I1 = I cos1 I2 = I cos (1 +120 ) I3 = I cos (1 +240 )
o o
Z2 D1
E 2
实际上，由于结构和工艺上的各种因素，即 使在协调位置 = 0 输出绕组中仍有电压U0存在。
D’1
B’
一般情况下，这个 电压U0的相位和基本 输出电压U0不一致。
1
Z’1
协调位置
=0
控制电机
U U 0
' 0
U
'' 0
第一个分量 U 将引起转角的 随动误差。这个误差用 表示。 '' 第二个分量称 U0为正交分量，它不能 引起转角的随动误差，但它使放大器和系统 B’ D’1 的工作恶化。

《电机学教学大纲》

《电机学教学大纲》

《电机学》教学大纲（学分4 学时64）一、课程说明本课程是电气工程及其自动化专业一门重要的专业基础课，本课程是“电路分析”等基础课的后续课程，同时又为后续专业课的学习准备必要的基础知识。

本课程的理论性与实践性都很强，通过本课程学习，使学生掌握各种电机的基本结构、工作原理、分析方法及其主要特性；掌握电力拖动系统中电动机的起动、调速和制动方法及有关计算方法；合理地选择和使用电动机，为从事专业技术工作打下坚实的基础。

二、课程与培养方案中“毕业能力”的对应关系1. 能力4：具有运用与本专业相关的（包括电机学、电器学、电力系统分析、高电压技术、电力电子技术等）专门知识理论与实践知识解决问题的能力，了解本学科前沿和发展趋势；2. 能力7：具有综合运用所学科学理论和技术手段分析并解决电气工程实际问题的基本能力；3. 能力11：具有不断学习和适应电气工程发展的能力，对终身学习具有正确认识。

三、课程目标1. 学习电机学基础知识和基本理论知识，掌握常用电机的结构、工作原理分析方法和主要特性等基本知识；2. 学习电力拖动系统中电动机的起动、调速和制动方法及有关计算方法，具有合理地选择和使用电动机的能力；3. 了解电机发展历史，培养学生追求创新的态度和意识；4. 培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握电机的实验方法，获得实验技能的基本训练；5. 了解电机领域的前沿和发展动向。

四、教学内容、基本要求与学时分配五、其它教学环节本课程配有相应的实验课（单独设课）。

六、授课说明1. 开课学期：秋季。

2. 授课单位：电气工程学院。

3. 适用专业：电气工程及其自动化。

4. 先修课程：《电路理论》、《电磁场原理》、《大学物理》等。

七、教材和参考书1. 使用教材:孙建忠刘凤春主编. 电机与拖动(第2版). 机械工业出版社,20132. 主要参考书（1）刘凤春，孙建忠，牟宪民编著.电机与拖动MATLAB与仿真学习指导. 机械工业出版社,2009（2）Theodore Wildi. Electrical Machines, Drives, and Power System.(英文影印版). 科学出版社,2002《电机学实验》教学大纲（学分1.0 学时24）一、课程说明本课程是配合《电机学》课程而开设的，通过实验教学，加深电气工程学生对电机学基础知识和基本理论的进一步理解和巩固，是电气工程的专业课。

电机教学实验指导书

电机教学实验指导书

前言电机实验是学习电机理论的重要实践环节。

其目的在于通过试验来验证和研究电机理论，增强感性认识以促进认识的深化，培养学生科学的分析能力，使学生掌握电机试验的操作方法和基本技能；培养学生严肃认真和实事求是的科学作风，锻炼科学实验的能力为了培养学生独立分析问题和解决问题的能力；培养学生的动手操作能力；为了更有效的完成每项实验，要求学生在实验前必须作充分预习。

除复习与实验有关的理论，还要认真研究实验指导书，了解实验目的、内容、弄清实验原理、实验接线、操作方法和步骤、应测试记录的数据以及实验过程中要注意的问题，总而言之，要求学生试验前心中有数。

为培养学生的综合设计能力，实验指导书中一些实验以任务书的形式编写。

电机实验安全操作注意事项为了按时完成电机实验，确保实验时人身安全与设备安全，要严格遵守实验室的安全操作规程，电机实验的安全操作注意事项如下：1．人体不可接触带电线路。

2．接线或拆线都必须在切断电源（或拉开电源开关）情况下进行。

3．学生独立完成接线或改接线路后，必须经指导教师检查允许，招呼全组同学引起注意后，方可合上电源。

实验中如发生事故，应立即切断电源保护现场，并报告指导教师，待查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。

4．实验时应注意衣服、围巾和发辫及实验用的导线等不得卷入电机的旋转部分。

不得用手或脚促使电机启动或停转，以免发生危险。

5．操作开关应迅速果断，快合快断。

以免产生电弧烧坏闸刀，合闸时应使刀片投入刀座，保持接触良好。

6．总电源应由实验室工作人员掌管，其他人不得乱动。

7．不要大声喧哗、互相打闹，实验时要精力集中。

8．要注意实验室的卫生，不要随地吐痰、乱扔碎纸。

THMET-2型网络型电机及电气技术实验装置交流及直流操作说明一、实验中开启及关闭电源都在控制屏上操作。

开启三相交流电源的步骤为：1、开启电源前，要检查控制屏下面“直流高压电源”的“电枢电源”开关及“励磁电源”开关都须在关断的位置。

8.3 自整角机自整角机结构.

8.3 自整角机自整角机结构.

图8.10 力矩式自整角机的原理图
在励磁绕组中通入单相交流电流时，两台 自整角机的气隙中都将生成脉振磁场，其大小 随时间按余弦规律变化。脉振磁场使整步绕组 的各相绕组生成时间上同相位的感应电动势， 电动势的大小取决于整步绕组中各相绕组的轴 线与励磁绕组轴线之间的相对位置。当整步绕 组中的某一相绕组轴线与其对应的励磁绕组轴 线重合时，该相绕组中的感应电动势为最大， 用Em表示电动势的最大值。 设发送机整步绕组中的A相绕组轴线与其 对应的励磁绕组轴线的夹角为 F ，接收机整步 绕组中的A相绕组轴线与其对应的励磁绕组轴 线的夹角为 J ，如图8.10所示。则整步绕组中 各相绕组的感应电动势有效值如下。
在自整角发送机的励磁绕组中通入单相交流电流时，两台 自整角机的气隙中都将产生脉振磁场，其大小随时间按余弦规 律变化。脉振磁场使自整角发送机整步绕组的各相绕组生成时 间上同相位的感应电动势，电动势的大小取决于整步绕组中各 相绕组的轴线与励磁绕组轴线之间的相对位置。当整步绕组中 的某一相绕组轴线与励磁绕组轴线重合时，该相绕组中的感应 电动势为最大值，用 E F m表示电动势的最大值。 设发送机整步绕组中的A相绕组轴线与其对应的励磁绕组 轴线的夹角为 F ，接收机整步绕组中的A相绕组轴线与其对应 的励磁绕组轴线的夹角为 J ，如图8.12所示。发送机整步绕组 中各相绕组的感应电动势有效值为
自整角机结构
定、转子之间的气隙较小。 定、转子铁心均由高导磁率、 低损耗的薄硅钢片叠成。力矩 式自整角机的转子多采用两极 的凸极结构，对频率较高、规 格较大的力矩式自整角机采用 隐极结构。控制式自整角机的 接收机转子采用隐极结构。通 1—定子；2—转子；3—阻尼绕组； 常，定子铁心槽内嵌有接成星 4—电刷；5—接线柱；6—滑环 形的三相对称绕组，称之为整 步绕组。转子铁心槽内嵌有单 图8.9 接触式自整角机结构示意图 相绕组，称之为励磁绕组。励 磁绕组通过滑环和电刷装置与 外电路连接。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

力矩式自整角机实验
自整角机是一种对角位移或角速度的偏差有自整步能力的控制电机，他广泛用于显示装置和随动系统中，使机械上互不相连的两根或多根转轴能自动保持相同的转角变化或同步旋转，在系统中通常是两台或多台自整角机组合使用。

产生信号的一方称发送机，接收信号的一方称为接收机。

一、使用说明
1、自整角机技术参数
发送机型号BD-404A-2
接收机型号BS-404A
激磁电压220V±5%
激磁电流0.2A
次级电压49V
频率50H Z
2、发送机的刻度盘及接收机的指针调准在特定位置的方法
旋松电机轴头螺母，拧紧电机后轴头，旋转刻度盘（或手拨指针圆盘）至某要求的刻度值位置，保持该电机转轴位置并旋紧轴头螺母。

3、接线柱的使用方法
本装置将自整角机的五个输出端分别与接线柱对应相连，激磁绕组用L1、L2（L1′、L2′）表示；次级绕组用T1、T2、T3、（T1′、T2′、T3′）表示。

使用时根据实验接线图要求用手枪插头线分别将接线柱连结，即可完成实验要求。

（注：电源线、连接导线出厂配套）。

4、发送机的刻度盘上边和接收机的指针两端均有20小格的刻度线，每一小格为3′，转角按游标尺方法读数。

5、接收机的指针圆盘直径为4cm，测量静态整步转矩=砝码重力×圆盘半径=砝码重力×2cm。

6、将固紧滚花螺钉拧松后，便可用手柄轻巧旋转发送机的刻度盘（不允许用力向外拉，以防轴头变形）。

如需固定刻度盘在某刻度值位置不动，可用手旋紧滚花螺钉。

7、需吊砝码实验时，将串有砝码勾的另一线端固定在指针小圆盘的小孔上，将线绕过小圆盘上边凹槽，在砝码勾上吊砝码即可。

8、每套自整角机实验装置中的发送机、接收机均应配套，按同一编号配套。

9、自整角机变压器用力矩式自整角接收机代用。

10、需要测试激磁绕组的信号，在该部件的电源插座上插上激磁绕组测试线即可。

二、实验目的
1、了解力矩式自整角机精度和特性的测定方法
2、掌握力矩式自整角机系统的工作原理和应用知识
三、预习要点
1、力矩式自整角机的工作原理
2、力矩式自整角机精度与特性测试方法
3、力矩式自整角机比整步转矩的测量方法
四、实验项目
1、测定力矩式自整角发送机的零位误差。

2、测定力矩式自整角机静态整步转矩与失调角的关系曲线。

3、测定力矩式自整角比整步转矩（又称比力矩）及阻尼时间。

4、测定力矩式自整角机的静态误差。

五、实验方法
2、屏上挂件排列顺序
D41
3、测定力矩式自整角发送机的零位误差Δθ
（1）按图7-5接线。

励磁绕组L 1、L 2接额定激励电压U N （220V ），整步绕组T 2—T 3
端接电压表。

（2）旋转刻度盘，找出输出电压为最小的位置作为基准电气零位。

图7-5 测定力矩式自整角机零位误差接线图
（3）整步绕组三线间共有六个零位，刻度盘转过60o ，即有两线端输出电压为最小值。

（4）实测整步绕组三线间6个输出电压为最小值的相应位置角度与电气角度，并记录于表7-12中。

注意：机械角度超前为正误差，滞后为负误差，正负最大误差绝对值之和的一半，此
~U N L 2
L 1
T 3
T 2
误差值即为发送机的零位误差Δθ，以角分表示。

4、测定力矩式自整角机静态整步转矩与失调角的关系T=f（θ）
发送机接收机
图7-6 力矩式自整角机实验接线图
（1）确保断电情况下，按图7-6接线。

（2）将发送机和接收机的励磁绕组加额定激励电压220V，待稳定后，发送机和接收机均调整到0 o位置。

固紧发送机刻度盘在该位置。

（3）在接收机的指针圆盘上吊砝码，记录砝码重量以及接收机转轴偏转角度。

在偏转角从零至90 o之间取7～9组数据并记录于表7-13中。

注意：（1）实验完毕后，应先取下砝码，再断开励磁电源。

（2）表中T=mgR
式中m——砝码重量（kg）；R——圆盘半径（cm）；g重力加速度(N/kg)
3、测定力矩式自整角机的静态误差Δθjt
（1）接线图仍按图7-6。

（2）发送机和接收机的励磁绕组加额定电压220V，发送机的刻度盘不固紧，并将发送机和接收机均调整到0 o位置。

（3）缓慢旋转发送机刻度盘，每转过20 o，读取接收机实际转过的角度并记录于表7-29中。

注意：接收机转角超前为正误差，滞后为负误差，正、负最大误差值之和的一半为力矩式接收机的静态误差。

4、测定力矩式自整角机的比整步转矩Tθ
（1）比整步转矩是指在力矩式自整角机系统中，在协调位置附近，单位失调角所产生的整步转矩称为力矩式自整角机的比整步转矩。

（2）测定接收机的比整步转矩时，可按图7-6接线，T2′、T3′用导线短接，在励磁绕组L1—L2两端上施加额定电压，在指针圆盘上加砝码，使指针偏转5 o左右，测得整步转矩。

（3）实验在正、反两个方向各测一次，两次测量的平均值应符合标准规定。

将数据记录于表7-15中。

比整步转矩Tθ按下式计算：
Tθ=T/2θ
式中T=GR——整步转矩，单位为（N.m）
θ——指针偏转的角度，单位为（deg）度
m——砝码重量，单位为（kg）
R——轮盘半径，为2（cm）
5、阻尼时间的测定
（1）阻尼时间t m是指在力矩式自整角系统中，接收机自失调位置至协调位置，达到稳定状态所需时间。

测定阻尼时间可按图7-7接线。

（2）将发送机和接收机的励磁绕组加上额定电压，使发送机的刻度盘和接收机的指针指在0 o位置并固紧发送机的刻度盘在该位置。

旋转接收机指针圆盘使系统失调角为177 o，然后松手使接收机趋向平衡位置，用光线示波器拍摄（或慢扫描示波器观察）取样电阻R 两端的电流波形，电阻R用R2上90Ω并90Ω共45Ω，调至5Ω左右。

记录接收机阻尼时间
发送机接收机
图7-7 测定力矩式自整角机阻尼时间接线图
五、实验报告
1、作出静态整步转矩与失调角的关系曲线T=f（θ）。

]
2、实测比整步转矩和接收机的阻尼时间数值为多少？答：约为2秒。

如下图。