【正文】 的有效值 , 也是導(dǎo)片的最大有效值電勢(shì)。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 滑尺上的余弦繞組是由許多導(dǎo)片串聯(lián)起來(lái)的 , 如果導(dǎo)片數(shù)為 C1, 則余弦繞組總電勢(shì)為 ??????????????????? xExCEECEmmC ???? 180c os180c os111 (6 23) 式中 , Em為余弦繞組最大的相電勢(shì) , 單位為 “ V”。 x為余弦繞組軸線相對(duì)勵(lì)磁繞組軸線的位移 , 單位為長(zhǎng)度 “ m”。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 由圖 6 22 可知 , 正弦繞組 s與 余弦繞組 c兩軸線在空間移過(guò)半個(gè)極距即 τ/2, 亦即二者相差 90176。 電角度 , 故正弦繞組的感應(yīng)電勢(shì)表達(dá)式可以寫成 ?????????????????? ?? xExEEmms ????? 180s i n90180c os(6 24) 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 由以上兩式可以看出 , 滑尺移動(dòng) 一對(duì)極距 即 2τ的長(zhǎng)度 , 感應(yīng)電勢(shì)變化 一個(gè) 周期。 若滑尺移動(dòng) p對(duì)極距 , 則感應(yīng)電勢(shì)就 變化 p個(gè) 周期。 因此 , 感應(yīng)同步器滑尺上正、 余弦繞組的輸出電勢(shì)和多極旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電勢(shì)是完全相仿的 , 區(qū)別是這里用 (180176。 /τ)x來(lái)表示電角度。 ??????????????????? xExCEECEmmC ???? 180c os180c os111?????????????????? ?? xExEEmms ????? 180s i n90180c os第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器 圖 6 28 是旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器定、 轉(zhuǎn)子繞組示意圖。 它又稱為 盤式感應(yīng)同步器 。 與直線感應(yīng)同步器一樣 , 其定、 轉(zhuǎn)子 (相當(dāng)于直線感應(yīng)同步器的定尺、 滑尺 )繞組也做成印制繞組 。 其中 , 轉(zhuǎn)子繞組 由許多輻射狀的導(dǎo)片串聯(lián)而 成為單相繞組 , 定子繞組和直線感應(yīng)同步器的滑尺繞組相似 , 是由正弦繞組和余弦繞組組成的兩相繞組 , 每相繞組又分成若干組 , 正、 余弦繞組的每一組是間隔排列并各自串聯(lián)連接 (參考圖 6 23), 因此相鄰兩個(gè)組均相差 90176。 電角度。 應(yīng)注意到 , 這里旋轉(zhuǎn)感應(yīng)同步器的轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)于直線式的定尺 , 而其定子對(duì)應(yīng)于直線式的滑尺。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 28 旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器繞組排列示意圖 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的工作原理與直線式感應(yīng)同步器和多極旋變相類似 。 轉(zhuǎn)子單相繞組通過(guò)電刷滑環(huán)加勵(lì)磁電壓后 , 其每一個(gè)導(dǎo)片便形成一極 , 相鄰兩導(dǎo)片間的距離就等于一個(gè)極距 τ, 則 極對(duì)數(shù) p等于導(dǎo)片數(shù)的 1/2, 并且經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)分析 , 使氣隙磁密沿圓周方向作 p個(gè)周期的 正弦分布 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 設(shè)定子上的余弦繞組與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組軸線間的夾角為 θ, 相應(yīng)的電角度為 pθ。 則與多極旋變相類似 , 其定子上的正 、 余弦繞組的輸出電勢(shì)應(yīng)該是對(duì)應(yīng)電角度的正 、 余弦函數(shù) 。 即 Es=Em sinpθ (6 25) Ec=Em cospθ (6 26) 式中 , Em為最大的感應(yīng)電勢(shì) 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 可見(jiàn) , 旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的 轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn) , 正、 余弦繞組的感應(yīng)電勢(shì)就變化 p個(gè)周期 。 根據(jù)實(shí)際工作需要 , 該種感應(yīng)同步器的極對(duì)數(shù)可制成 50～ 1000對(duì)極。 例如當(dāng)極對(duì)數(shù)為 180時(shí) , 其極距為 1176。 , 其外徑制成 φ50～ φ300 mm。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 綜上所述 , 感應(yīng)同步器有以下一些優(yōu)點(diǎn) : (1) 精度高。 感應(yīng)同步器的 極對(duì)數(shù) 很多 , 各對(duì)極下的導(dǎo)片相互串聯(lián)產(chǎn)生了平均效應(yīng) , 補(bǔ)償了某一極所存在的局部誤差 , 故大大提高了精度。 例如對(duì)于極距為 1 mm的直線式感應(yīng)同步器 , 其精度可達(dá) μm。 外徑為 300 mm、 極對(duì)數(shù)為 360的旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的精度可達(dá) 177。 1″～ 2″, 重復(fù)精度可達(dá) ″～ ″。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 (2) 直線感應(yīng)同步器 可直接固定在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部分和靜止部分 , 不需要經(jīng)過(guò)中間的傳動(dòng)裝置而直接測(cè)量位移 , 因而可以 消除由于傳動(dòng)裝置帶來(lái)的齒隙誤差 。 同時(shí)它的定 、 滑尺基片的膨脹系數(shù)與機(jī)床一樣 , 溫度變化不會(huì)造成附加的測(cè)量誤差 。 (3) 把幾個(gè)定尺聯(lián)接起來(lái) , 還可以長(zhǎng)距離工作 , 高速度移動(dòng) 。 (4) 制造方便 , 堅(jiān)固耐用 , 對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng) , 維護(hù)簡(jiǎn)便 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 需要指出 , 由于感應(yīng)同步器輸出阻抗高 , 輸出電壓只有幾個(gè)毫伏 , 所以 必須在輸出端接前置放大器 。 由于感應(yīng)同步器具有上述一些優(yōu)點(diǎn) , 它在精密位移檢測(cè) 、 數(shù)控機(jī)床和高精度隨動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用 。 直線式感應(yīng)同步器主要用于長(zhǎng)度計(jì)量?jī)x器 (與數(shù)字顯示儀表配套實(shí)現(xiàn)高精度的位移顯示 ), 還能作點(diǎn)位控制和輪廓控制數(shù)控機(jī)床的位置檢測(cè)元件 。 采用旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器檢測(cè)角位移可用于機(jī)床和儀器的轉(zhuǎn)臺(tái) 、 火炮控制 、 雷達(dá)天線的定位跟蹤 , 等等 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 與多極旋轉(zhuǎn)變壓器相比 , 同步感應(yīng)器的精度高 , 因此它也可以與兩極旋變組成 雙通道系統(tǒng) , 也可以與兩極旋變 、 多極旋變組成 三通道系統(tǒng) 。 在以感應(yīng)同步器作為位移檢測(cè)元件的自動(dòng)控制系統(tǒng)中 , 根據(jù)感應(yīng)同步器的 勵(lì)磁方式和輸出信號(hào)處理方式的不同 , 把系統(tǒng)分為 鑒幅工作方式 和 鑒相工作方式 。 現(xiàn)分述這兩種方式下同步感應(yīng)器勵(lì)磁信號(hào)和輸出信號(hào)的特點(diǎn) 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 在滑尺 (或定子 )的正 、 余弦繞組上施加頻率 、 相位均相同 , 但幅值按某角度作正 、 余弦變化的電壓 ea、 eb: ea=E0cosθ1sinωt eb=E0sinθ1sinωt 式中 , θ1稱為指令位移角。 假定滑尺余弦繞組相對(duì)定尺繞組位移 x, 其對(duì)應(yīng)的電角度θ=(180176。 /τ)x 旋轉(zhuǎn)式的定子余弦繞組相對(duì)轉(zhuǎn)子繞組位移電角度 θ. 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 根據(jù)式 (6 4) UR1=kuUs1cosθ UR2=kuUs1sinθ 余弦繞組所產(chǎn)生的磁通在定尺 (或轉(zhuǎn)子 )繞組中感應(yīng)的電勢(shì)為 kueb cosθ。 正弦繞組所產(chǎn)生的磁通在定尺 (或轉(zhuǎn)子 )繞組中感應(yīng)的電勢(shì)為kuea sinθ。 定尺繞組中的總的感應(yīng)電勢(shì)為： e =kueb cosθkuea sinθ =kuE0(sinθ1cosθcosθ1sinθ)sinωt =kuE0sin(θ1θ)sinωt 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 可見(jiàn)感應(yīng)同步器 輸出電勢(shì)的幅值正比于指令位移角和滑尺 (或定子 )位移角的差角 θ1θ的正弦函數(shù) 。 如果將感應(yīng)同步器的輸出經(jīng)放大后控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) , 那末 , 只有當(dāng) θ=θ1或 x=θ1τ/180176。 , 感應(yīng)同步器的輸出電壓為 0時(shí) , 電機(jī)才停止轉(zhuǎn)動(dòng) 。 這樣一來(lái) , 工作臺(tái)就能嚴(yán)格按照 指令轉(zhuǎn)動(dòng) 或移動(dòng) 。 由于這種系統(tǒng)是用鑒別感應(yīng)同步器輸出電壓幅值是否為 0來(lái)進(jìn)行控制的 , 所以稱為 鑒幅工作方式 或 鑒零工作方式 。 e =kuE0sin(θ1θ)sinωt 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 在正余弦繞組上施加幅值 、 頻率相同 , 但相位差為 90176。 的電壓 ea、 eb: ea=E0cosωt eb=E0sinωt 則定尺 (或轉(zhuǎn)子 )繞組的總的感應(yīng)電勢(shì)為 e =kueb cosθkuea sinθ =kuE0(sinωtcosθcosωtsinθ) =kuE0sin(ωtθ) (6 27) 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 e =kuE0sin(ωtθ) 對(duì)于直線感應(yīng)同步器 , 式中 , θ為對(duì)應(yīng)滑尺位移 x的電角度 , 即 θ=(180176。 /τ)x。 對(duì)于旋式感應(yīng)同步器 , θ為轉(zhuǎn)子的位移角 (電角度 )。 由式可以看出 , 感應(yīng)同步器把滑尺的 直線位移 或轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角 變換成 輸出電壓的時(shí)間相位移 。 只要通過(guò)一定的電路鑒別出輸出電壓時(shí)間相位移 , 就可以知道滑尺的位移距離或轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度 。 因此這種情況下的感應(yīng)同步器是處于鑒相工作方式 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 思考題與習(xí)題 ? ?原方全補(bǔ)償?shù)臈l件又是什么 ? (有關(guān) 。 無(wú)關(guān) )的直軸磁場(chǎng) ?而能否 (不 。 可以 )產(chǎn)生交軸磁場(chǎng) , 其原因是什么 ? 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 29 題 11圖 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 , 旋轉(zhuǎn)變壓器在工作時(shí)交軸磁通在某繞組中感生電流 , 該電流所產(chǎn)生的磁通對(duì)交軸磁通有什么作用 ?單獨(dú)原邊全補(bǔ)償時(shí) , 負(fù)載阻抗改變將能否 (不 。 可以 )影響其補(bǔ)償程度 , 即與負(fù)載阻抗值的改變是否有關(guān) ? 變過(guò)來(lái)的 ?線性旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子繞組輸出電壓 UR2和轉(zhuǎn)角 θ的關(guān)系式是什么 ?改進(jìn)后的線性旋變 , 當(dāng)誤差小于%時(shí) ,轉(zhuǎn)角 θ的角度范圍是什么 ? 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 ? ? 具備這些特點(diǎn)的原因是什么 ? ? 該電機(jī)的繞組是如何設(shè)制的 ? , 可以用一對(duì)多極旋變構(gòu)成單通道同步隨動(dòng)系統(tǒng) ? 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 , 但是如果電氣速比 p值太大將會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題 ? 若進(jìn)一步提高系統(tǒng)精度 , 還可以采用什么辦法 ? XF和一只旋變變壓器 XB定子繞組對(duì)應(yīng)聯(lián)接作控制式運(yùn)行 , 如圖 6 29 所示 , 已知 : 圖中的 θ1=15176。 , θ2=10176。 , 試求 : (1) 旋變變壓器轉(zhuǎn)子的輸出繞組的協(xié)調(diào)位置 。 (2) 失調(diào)角 γ。 TX?