1、项目其他电机的控制与调速技术项目其他电机的控制与调速技术 任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术 任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术 任务任务.直线电动机控制技术直线电动机控制技术返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术.任务目标任务目标()了解交流测速发电机的结构和原理。了解交流测速发电机的结构和原理。()了解直流测速发电机的结构和原理。了解直流测速发电机的结构和原理。()了解测速发电机的控制方式。了解测速发电机的控制方式。()了解测速发电机在控制系统中的应用。了解测速发电机在控制系统中的应用。.任务内容任务内容()掌握测速发电机的结构原理。掌握测速发电机的结构原理
2、。()掌握测速发电机的拆装技术。掌握测速发电机的拆装技术。()掌握直流测速发电机的测试技术。掌握直流测速发电机的测试技术。下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术()掌握交流测速发电机的测试技术。掌握交流测速发电机的测试技术。()认识测速发电机的应用。认识测速发电机的应用。.必备知识必备知识.基本知识基本知识测速发电机是一种能将旋转机械的转速变换成电压信号输出的小型发测速发电机是一种能将旋转机械的转速变换成电压信号输出的小型发电机电机,在自动控制系统和计算装置中在自动控制系统和计算装置中,常作为测速元件、校正元件和解常作为测速元件、校正元件和解算元件使用。算元件使用。测速发电机
3、的主要特点是其输出电压与转速成正比。测速发电机的主要特点是其输出电压与转速成正比。.测速发电机的分类测速发电机的分类()直流测速发电机。直流测速发电机。上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术根据其励磁方式的不同可分为永磁式直流测速发电机和电磁式直流测根据其励磁方式的不同可分为永磁式直流测速发电机和电磁式直流测速发电机两类。速发电机两类。()交流测速发电机。交流测速发电机。根据工作原理的不同可分为同步测速发电机和异步测速发电机两类。根据工作原理的不同可分为同步测速发电机和异步测速发电机两类。()霍尔效应测速发电机。霍尔效应测速发电机。.自动控制系统对测速发电机的主要要求
4、自动控制系统对测速发电机的主要要求()发电机的输出电压与被测机械的转速保持严格的正比关系发电机的输出电压与被测机械的转速保持严格的正比关系,应不应不随外界条件的变化而改变随外界条件的变化而改变。()发电机的转动惯量应尽量小发电机的转动惯量应尽量小,以保证反应迅速、快捷。以保证反应迅速、快捷。()发电机的灵敏度要高。发电机的灵敏度要高。上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术此外此外,还要求它对无线通信的干扰小、噪声小、结构简单、体积小、还要求它对无线通信的干扰小、噪声小、结构简单、体积小、重量轻和工作可靠重量轻和工作可靠。.交流测速发电机交流测速发电机图图 所示所示为为
5、 型交流测速发电机。型交流测速发电机。目前目前,在自动控制系统中应用较多的是空心杯形转子的异步测速发电在自动控制系统中应用较多的是空心杯形转子的异步测速发电机。机。定子上装有两个空间相差定子上装有两个空间相差电角度的绕组电角度的绕组,其中一个为励磁其中一个为励磁绕组绕组,接到频率和大小都不变的交流励磁电压接到频率和大小都不变的交流励磁电压 上上;另一个是输另一个是输出绕组出绕组,与高内阻与高内阻()的测量仪器或仪表相连的测量仪器或仪表相连,如图如图 所示所示。转子是用高电阻材料转子是用高电阻材料(如磷青铜等如磷青铜等)做成的做成的,故其转子电阻更故其转子电阻更大。大。上一页 下一页返回任务任务
6、.测速发电机控制技术测速发电机控制技术图图 所示为所示为交流测速发电机的原理图交流测速发电机的原理图,励磁绕组励磁绕组 接到电压为接到电压为 的交流电源上的交流电源上,其幅值和频率均恒定不变。其幅值和频率均恒定不变。空心杯转子测速发电机与直流测速发电机相比空心杯转子测速发电机与直流测速发电机相比,具有结构简单、工作具有结构简单、工作可靠等优点可靠等优点,是目前较为理想的测速元件。是目前较为理想的测速元件。目前目前,我国生产的空心杯我国生产的空心杯转子测速发电机为转子测速发电机为 系列系列,频率有频率有 和和 两种两种,电压等级有电压等级有、等。等。杯形转子异步测速发电机的结构杯形转子异步测速发
7、电机的结构简图如简图如图所示图所示。.直流测速发电机直流测速发电机直流测速发电机如直流测速发电机如图图 所示。所示。上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术直流测速发电机的结构和直流伺服电动机基本相同直流测速发电机的结构和直流伺服电动机基本相同,从原理上看又与普通直流发电机相似。从原理上看又与普通直流发电机相似。若按定子磁极的励磁方式来若按定子磁极的励磁方式来分分,直流测速发电机可分为永磁式和电磁式两大类。直流测速发电机可分为永磁式和电磁式两大类。如以电枢的不同如以电枢的不同结构形式来分结构形式来分,又有有槽电枢、无槽电枢、空心杯电枢和印制绕组电又有有槽电枢、无槽电枢、
8、空心杯电枢和印制绕组电枢等。枢等。永磁式测速发电机由于不需要另加励磁电源永磁式测速发电机由于不需要另加励磁电源,也不存在因励磁绕组温也不存在因励磁绕组温度变化而引起的特性变化度变化而引起的特性变化,因此在生产实际中应用较为广泛。因此在生产实际中应用较为广泛。永磁式测速发电机的定子用永久磁铁制成永磁式测速发电机的定子用永久磁铁制成,一般为凸极式。一般为凸极式。转子上有转子上有电枢绕组和换向器电枢绕组和换向器,用电刷与外电路相连。用电刷与外电路相连。上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术由于定子采用永久磁铁励磁由于定子采用永久磁铁励磁,故永磁式测速发电机的气隙磁通总是保故
9、永磁式测速发电机的气隙磁通总是保持恒定持恒定(忽略电枢反应影响忽略电枢反应影响),因此电枢电动势因此电枢电动势 与转速成正比与转速成正比,即即空载空载,即即 时时,输出电压输出电压 与感应电动势与感应电动势 相等相等,故输出电压与故输出电压与转速成正比。转速成正比。当测速发电机接上负载当测速发电机接上负载 时时,其输出电压为其输出电压为式式()代入上式并整理后可得代入上式并整理后可得:上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术直流发电机的输出特性直流发电机的输出特性如图如图 所示所示。.任务实施任务实施.测速发电机的拆装测速发电机的拆装测速发电机属于小微发电机测速发电机属
10、于小微发电机,拆装没有普通电动机那么复杂拆装没有普通电动机那么复杂,但拆装过但拆装过程基本一致。程基本一致。下面简单介绍普通中小型电动机的拆装过程。下面简单介绍普通中小型电动机的拆装过程。.中小型电动机拆卸步骤中小型电动机拆卸步骤()卸下风扇罩卸下风扇罩;()卸下风扇卸下风扇;()卸下前轴承外盖和后端盖螺钉卸下前轴承外盖和后端盖螺钉;上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术()垫上厚木板或铜棒垫上厚木板或铜棒,用手锤敲打轴端用手锤敲打轴端,使后端盖脱离机座使后端盖脱离机座;()将后端盖连同转子抽出机座将后端盖连同转子抽出机座;()卸下前端盖螺钉卸下前端盖螺钉,用长木块顶
11、住前端盖内部外缘用长木块顶住前端盖内部外缘,把前端盖打下。把前端盖打下。.装配电动机前装配电动机前,应作好各部件的清洁工作应作好各部件的清洁工作()清除定子铁芯内径上的油膜、脏物等清除定子铁芯内径上的油膜、脏物等;()刮平剃净高出定子铁芯的槽楔、绝缘纸等刮平剃净高出定子铁芯的槽楔、绝缘纸等;()将机座、端盖、轴承盖的止口以及转子表面擦干净将机座、端盖、轴承盖的止口以及转子表面擦干净;()用皮老虎或气筒用皮老虎或气筒,把定子绕组和机壳内部吹干净。把定子绕组和机壳内部吹干净。.电动机装配电动机装配上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术电动机装配基本上是电动机拆卸的逆过程。
12、电动机装配基本上是电动机拆卸的逆过程。电动机的装配是从转子电动机的装配是从转子装配开始的装配开始的,先将轴承内盖的空腔部分填入润滑脂后套在转轴上先将轴承内盖的空腔部分填入润滑脂后套在转轴上,再将再将轴承套装在转轴上。轴承套装在转轴上。待两端的轴承均装好后待两端的轴承均装好后,一般可先把非轴伸端的一般可先把非轴伸端的端盖端盖(后端盖后端盖)及轴承外盖固定在转子上及轴承外盖固定在转子上,再将转子装入定子再将转子装入定子,并将后端并将后端盖固定在机壳上。盖固定在机壳上。然后再装配前端盖及轴承外盖然后再装配前端盖及轴承外盖,最后装配风扇及风最后装配风扇及风扇罩等。扇罩等。.轴承的拆装轴承的拆装轴承的拆
13、卸常遇到两种情况轴承的拆卸常遇到两种情况:一种是在转轴上拆卸一种是在转轴上拆卸,另一种是在端盖上另一种是在端盖上拆卸。拆卸。)在转轴上拆卸轴承的三种方法在转轴上拆卸轴承的三种方法上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术()用拉具进行拆卸用拉具进行拆卸,如如图图 所示所示。拆卸时拆卸时,钩爪一定要抓牢钩爪一定要抓牢轴承内圈轴承内圈,以免损坏轴承以免损坏轴承。()在没有拉具的情况下在没有拉具的情况下,用铜棒在倾斜方向顶住轴承内圈用铜棒在倾斜方向顶住轴承内圈,用榔头用榔头敲打。敲打。边敲打铜棒边将铜棒沿轴承内圈均匀移动边敲打铜棒边将铜棒沿轴承内圈均匀移动,直到敲下轴承直到敲下
14、轴承,如如图图 所示所示。()用两块厚铁板在轴承内圈下夹住转轴用两块厚铁板在轴承内圈下夹住转轴,用能容纳转子的圆筒支住用能容纳转子的圆筒支住铁板铁板,在转轴上端面垫上厚木板或铜板在转轴上端面垫上厚木板或铜板,用榔头敲打木板用榔头敲打木板,直到取下轴直到取下轴承承,如图如图 所示所示。)在端盖上拆卸在端盖上拆卸上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术有时电动机端盖内孔与轴承外圈的配合比轴承内圈与转轴的配合更紧有时电动机端盖内孔与轴承外圈的配合比轴承内圈与转轴的配合更紧,在拆卸端盖时在拆卸端盖时,轴承留在端盖内孔中。这时可采用轴承留在端盖内孔中。这时可采用图图 所示的所示的
15、方法方法,将端盖止口面向上平稳地放置将端盖止口面向上平稳地放置,在轴承外圈的下面垫上木板在轴承外圈的下面垫上木板,但但不能抵住轴承不能抵住轴承,然后用一根直径略小于轴承外径的铜棒或其他金属棒然后用一根直径略小于轴承外径的铜棒或其他金属棒抵住轴承外圈抵住轴承外圈,从上面用榔头敲打从上面用榔头敲打,使轴承从下方脱出。使轴承从下方脱出。)轴承安装轴承安装安装轴承的方法安装轴承的方法如图如图 所示。所示。装配前应检查轴承是否转动灵装配前应检查轴承是否转动灵活而又不松动活而又不松动,并在轴承中按其总容量的并在轴承中按其总容量的/的容积加足润滑的容积加足润滑油。油。装配时装配时,先将轴承内盖加足润滑油套在
16、转轴上先将轴承内盖加足润滑油套在转轴上,然后再装轴承。然后再装轴承。上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术为使轴承内圈受力均匀为使轴承内圈受力均匀,应将一根内径略大于转轴的铁管应将一根内径略大于转轴的铁管(套管套管)套在套在转轴上转轴上,抵住轴承内圈抵住轴承内圈,将轴承敲打到位将轴承敲打到位,如图如图()所示。所示。若若一时找不到套管一时找不到套管,可用一根铁条抵住轴承内圈可用一根铁条抵住轴承内圈,在圆周上均匀敲打在圆周上均匀敲打,使使其到位其到位,如图如图()所示。所示。安装轴承时安装轴承时,轴承型号必须朝外轴承型号必须朝外,以以便下次更换时查对轴承型号。便下次更换
17、时查对轴承型号。装配时装配时,还应注意使轴承在转轴上的松还应注意使轴承在转轴上的松紧程度适当。紧程度适当。.直流测速发电机特性测试直流测速发电机特性测试.测试目的测试目的()掌握直流测速发电机的工作原理。掌握直流测速发电机的工作原理。()掌握直流测速发电机转速与输出电压之间的关系。掌握直流测速发电机转速与输出电压之间的关系。上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术.设备准备设备准备测试设备测试设备见表。见表。.测试接线图测试接线图测试接线图测试接线图如图如图 所示所示,图中三相异步电动机为星形接法图中三相异步电动机为星形接法,依依靠变频器调节速度。直流测速发电机为他励接
18、法靠变频器调节速度。直流测速发电机为他励接法,励磁电压取自励磁电压取自直流电源。直流电源。负载负载 选用选用.,开关开始开关开始时是断开的时是断开的。.测试步骤测试步骤()将励磁电压设定为将励磁电压设定为,然后接通励磁电源然后接通励磁电源。上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术()电动机电动机 运行运行,用变频器将电动机的转速调定在用变频器将电动机的转速调定在 /。()记录此时直流测速发电机的输出电压记录此时直流测速发电机的输出电压;调节变频器调节变频器,使电动机转速使电动机转速逐渐降低逐渐降低,同时记录对应的转速和输出的电压值。同时记录对应的转速和输出的电压值。()
19、将测试的一组数据记录于将测试的一组数据记录于表表中中,并绘制并绘制 ()曲线。曲线。()合上开关合上开关,重复上面的步骤重复上面的步骤,记录数据于记录数据于表表 中中,并绘制并绘制 ()曲线。曲线。.交流测速发电机特性测试交流测速发电机特性测试.测试目的测试目的上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术()掌握交流测速发电机的工作原理。掌握交流测速发电机的工作原理。()掌握交流测速发电机转速与输出电压之间的关系。掌握交流测速发电机转速与输出电压之间的关系。.设备准备设备准备测试设备测试设备见表。见表。.测试接线图测试接线图测试接线图测试接线图,如图如图 所示所示,图图中三
20、相异步电动机为星形接法中三相异步电动机为星形接法,依依靠变频器调节速度。靠变频器调节速度。负载选用负载选用 电阻电阻,开关开始时是断开开关开始时是断开的的。.测试步骤测试步骤上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术()交流电源电压为交流电源电压为,然后接通电源然后接通电源。()电动机电动机 运行运行,用变频器将电动机的转速调定在用变频器将电动机的转速调定在 /。()记录此时交流测速发电机的输出电压记录此时交流测速发电机的输出电压;调节变频器调节变频器,使电动机转速使电动机转速逐渐降低逐渐降低,同时记录对应的转速和输出的电压值。同时记录对应的转速和输出的电压值。()将测试
21、的一组数据记录于将测试的一组数据记录于表表中中,并绘制并绘制()曲线。曲线。()合上开关合上开关,重复上面的步骤重复上面的步骤,记录数据记录数据于表于表 中中,并绘制并绘制 ()曲线。曲线。.测速发电机的应用测速发电机的应用上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术图图 所示所示为直流测速发电机在恒速控制系统中的应用原理。为直流测速发电机在恒速控制系统中的应用原理。图图 中直流伺服电动机中直流伺服电动机 拖动旋转的机械负载。拖动旋转的机械负载。要求当负要求当负载转矩变动时载转矩变动时,系统转速不变。系统转速不变。由于直流伺服电动机转速是随负载转由于直流伺服电动机转速是随负
22、载转矩的大小而变化的矩的大小而变化的,故不能达到负载转速恒定的要求。故不能达到负载转速恒定的要求。为此为此,与伺服与伺服电动机同轴连接一台直流测速发电机电动机同轴连接一台直流测速发电机,并将直流测速发电机并将直流测速发电机 的输的输出电压反送入系统的输入端出电压反送入系统的输入端,作为负反馈。作为负反馈。系统工作时系统工作时,先调节给定电压先调节给定电压,使直流伺服电动机的转速为负载要使直流伺服电动机的转速为负载要求的转速。求的转速。上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术若负载转矩由于某种因素减小若负载转矩由于某种因素减小,伺服电动机的转速就会上升伺服电动机的转速就会
23、上升,与其同轴与其同轴的测速发电机转速也将上升的测速发电机转速也将上升,输出电压将增大输出电压将增大,送入系统输入送入系统输入端端,并与比较并与比较,使差值电压使差值电压 减小减小,经放大器放经放大器放大后的输出电压随之减小大后的输出电压随之减小,且作为伺服电动机电枢电压且作为伺服电动机电枢电压,从而使直流伺从而使直流伺服电动机转速下降服电动机转速下降,而系统转速基本不变。而系统转速基本不变。反之反之,当负载转矩由于某当负载转矩由于某种原因有所增加时种原因有所增加时,系统的转速将下降系统的转速将下降,测速发电机的输出电压减测速发电机的输出电压减小小,差值电压差值电压 将增大将增大,经放大后加在
24、伺服电动机上经放大后加在伺服电动机上的电枢电压也增大的电枢电压也增大,电动机转速上升。电动机转速上升。上一页 下一页返回任务任务.测速发电机控制技术测速发电机控制技术由此可见由此可见,该系统由于测速发电机的接入该系统由于测速发电机的接入,具有自动调节作用具有自动调节作用,使系统使系统转速近似于恒定值。转速近似于恒定值。.任务考核任务考核本任务考核按本任务考核按表表 要求进行。要求进行。上一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术.任务目标任务目标()了解自整角机的分类、结构和原理。了解自整角机的分类、结构和原理。()了解自整角机的控制方式了解自整角机的控制方式。()了解自整角机在控制系
25、统中的应用。了解自整角机在控制系统中的应用。.任务内容任务内容()掌握自整角机的结构、分类、工作原理以及使用要求。掌握自整角机的结构、分类、工作原理以及使用要求。()掌握自整角机的控制方法掌握自整角机的控制方法。()学会力矩式自整角机的转矩特性测试方法。学会力矩式自整角机的转矩特性测试方法。()学会控制式自整角机的输出特性测试方法。学会控制式自整角机的输出特性测试方法。下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术.必备知识必备知识自整角机的外形自整角机的外形如图如图 所示。所示。自整角机是一种对角位移或角速度的偏差能自动整步的控制电动机自整角机是一种对角位移或角速度的偏差能自动整步的控
26、制电动机,它能将转角变换成电压信号它能将转角变换成电压信号,或将电压信号变换成转角。或将电压信号变换成转角。它被广泛应它被广泛应用于自动控制系统中用于自动控制系统中,作为角度的传输、变换和指示。作为角度的传输、变换和指示。在自动控制系在自动控制系统中统中,通常是两台或多台组合使用通常是两台或多台组合使用,如图如图 所示。所示。.自整角机的分类自整角机的分类自整角机按使用要求不同自整角机按使用要求不同,可分为控制式和力矩式两种。可分为控制式和力矩式两种。按结构的不按结构的不同同,可分为无接触式和接触式两大类。可分为无接触式和接触式两大类。上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技
27、术无接触式没有电刷、滑环的滑动接触具有可靠性高、寿命长、不产生无接触式没有电刷、滑环的滑动接触具有可靠性高、寿命长、不产生无线电干扰等优点无线电干扰等优点,但结构复杂但结构复杂,电气性能较差。接触式自整角机的结电气性能较差。接触式自整角机的结构比较简单构比较简单,性能较好性能较好,因而应用较为广泛。因而应用较为广泛。自整角机按力矩式运行时自整角机按力矩式运行时,一个是力矩式发送机一个是力矩式发送机,另一个是力矩式接收另一个是力矩式接收机机;按控制式运行时按控制式运行时,其中一个是控制式发送机其中一个是控制式发送机,另一个则是控制式变另一个则是控制式变压器。压器。有时力矩式、控制式自整角机还用到
28、差动发送机和差动接收有时力矩式、控制式自整角机还用到差动发送机和差动接收机。机。控制式自整角机的功用是作为角度和位置的检测元件控制式自整角机的功用是作为角度和位置的检测元件,它可将机械角它可将机械角度转换为电信号或将角度的数字量转变为电压模拟量度转换为电信号或将角度的数字量转变为电压模拟量,其接收机的转其接收机的转轴上不带负载轴上不带负载,没有力矩输出没有力矩输出,只输出电压信号。只输出电压信号。上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术因此因此,精密程度较高精密程度较高,误差范围仅有误差范围仅有,多用于精密的闭环控制多用于精密的闭环控制的伺服系统中的伺服系统中。力矩式自整角
29、机的功用是直接达到转角随动的目的力矩式自整角机的功用是直接达到转角随动的目的,即将机械角度变即将机械角度变换为力矩输出换为力矩输出,但没有力矩放大作用但没有力矩放大作用,接收误差较大接收误差较大,负载能力较差负载能力较差,其接收机轴上产生的转矩仅能转动指针、刻度盘等轻载荷其接收机轴上产生的转矩仅能转动指针、刻度盘等轻载荷,其静态误其静态误差范围为差范围为.。因此因此,力矩式自整角机只适用于轻负载转力矩式自整角机只适用于轻负载转矩及精度要求不太高的开环控制的伺服系统中矩及精度要求不太高的开环控制的伺服系统中,如在指示系统中作为如在指示系统中作为指示器。指示器。.自整角机工作原理自整角机工作原理上
30、一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术.力矩式自整角机力矩式自整角机)力矩式自整角机基本结构力矩式自整角机基本结构力矩式自整角机的结构力矩式自整角机的结构如图如图 所示所示。它的定子结构与一般小它的定子结构与一般小型三相异步电动机相似型三相异步电动机相似,即定子铁芯上嵌有三相星形连接的对称绕组即定子铁芯上嵌有三相星形连接的对称绕组,通常称整步绕组通常称整步绕组,转子为凸极或隐极式转子为凸极或隐极式,放置有单相放置有单相(或三相或三相)励磁绕组励磁绕组,转子绕组通过电刷和滑环装置与外电路相连接。转子绕组通过电刷和滑环装置与外电路相连接。)力矩式自整角机工作原理力矩式自整角机工
31、作原理图图 所示所示为力矩式自整角机系统工作原理图为力矩式自整角机系统工作原理图,它是两台完全相它是两台完全相同的力矩式自整角机的接线图同的力矩式自整角机的接线图,右方一台为接收机右方一台为接收机,左方一台为发送机左方一台为发送机。上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术它们转子上的单相励磁绕组接到同一单相电源上它们转子上的单相励磁绕组接到同一单相电源上,定子上的三相整步定子上的三相整步绕组端按照相序依次连接。绕组端按照相序依次连接。当两机的励磁绕组中通入单相交流电流时当两机的励磁绕组中通入单相交流电流时,在两机的气隙中产生脉动在两机的气隙中产生脉动磁场磁场,该磁场将在整步
32、绕组中感应出变压器电动势。该磁场将在整步绕组中感应出变压器电动势。当发送机和接收当发送机和接收机的转子位置一致时机的转子位置一致时,由于双方的整步绕组回路中的感应电动势大小由于双方的整步绕组回路中的感应电动势大小相等、方向相反相等、方向相反,所以回路中无电流流过所以回路中无电流流过,因而不产生整步转矩因而不产生整步转矩,此时此时两机处于稳定的平衡位置。两机处于稳定的平衡位置。如果发送机的转子从一致位置转一角度如果发送机的转子从一致位置转一角度,则在整步绕级回路中将出现则在整步绕级回路中将出现电动势电动势,从而引起均衡电流。从而引起均衡电流。此均衡电流与励磁绕组所建立的磁场相此均衡电流与励磁绕组
33、所建立的磁场相互作用而产生转矩互作用而产生转矩,使接收机也偏转相同角度使接收机也偏转相同角度。上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术.控制式自整角机控制式自整角机控制式自整角机也由发送机和接收机组成。控制式自整角机也由发送机和接收机组成。与力矩式自整角机的不与力矩式自整角机的不同之处是控制式的接收机不直接驱动机械负载同之处是控制式的接收机不直接驱动机械负载,而是输出电压信号而是输出电压信号,其其工作情况如同变压器工作情况如同变压器,因此通常称它为自整角变压器因此通常称它为自整角变压器。)控制式自整角机的结构控制式自整角机的结构控制式自整角机的结构与力矩式自整角机相似。控制
34、式自整角机的结构与力矩式自整角机相似。控制式变压器的定控制式变压器的定子结构与控制式发送机相同子结构与控制式发送机相同,但转子结构则不同但转子结构则不同,控制式变压器采用隐控制式变压器采用隐极式转子结构极式转子结构,以保证磁路的均匀以保证磁路的均匀,并采用单相高精度的正弦绕组作为并采用单相高精度的正弦绕组作为输出绕组输出绕组,如如图图 所示所示。)控制式自整角机的工作原理控制式自整角机的工作原理上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术控制式自整角机的工作原理如控制式自整角机的工作原理如图图 所示所示。与力矩式自整角机与力矩式自整角机一样一样,在自整角发送机转子绕组上加上单相
35、交流电压在自整角发送机转子绕组上加上单相交流电压,而定子三相整步而定子三相整步绕组则按相序与自整角变压器一次侧三相整步绕组依次连接绕组则按相序与自整角变压器一次侧三相整步绕组依次连接,则它将则它将在自整角变压器铁芯中产生交流磁通在自整角变压器铁芯中产生交流磁通,从而在自整角变压器二次绕组从而在自整角变压器二次绕组中将感应出与发送机旋转角度对应的输出电压。中将感应出与发送机旋转角度对应的输出电压。这个电压与自整角这个电压与自整角发送机旋转角度发送机旋转角度 的正弦的正弦 成正比成正比。.选用注意事项选用注意事项力矩式自整角机和控制式自整角机各有不同特点力矩式自整角机和控制式自整角机各有不同特点,
36、应根据实际需要合应根据实际需要合理选用。理选用。在选用时还应注意以下几点在选用时还应注意以下几点:上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术()自整角机的励磁电压和频率必须与使用的电源符合自整角机的励磁电压和频率必须与使用的电源符合,若电源可任若电源可任意选择意选择,则应选用电压较高、频率也较高则应选用电压较高、频率也较高(一般是一般是)的自整的自整角机角机,其性能较好其性能较好,体积较小。体积较小。()相互连接使用的自整角机相互连接使用的自整角机,其对应绕组的额定电压和频率必须相其对应绕组的额定电压和频率必须相同。同。()在电源容量允许的情况下在电源容量允许的情况下,应选用
37、输入阻抗较低的发送机应选用输入阻抗较低的发送机,以便获以便获得较大的负载能力得较大的负载能力。()选用自整角机变压器时选用自整角机变压器时,应选输入阻抗较高的产品应选输入阻抗较高的产品,以减轻发送以减轻发送机的负载。机的负载。上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术.任务实施任务实施.力矩式自整角机的转矩特性测试力矩式自整角机的转矩特性测试.测试目的测试目的()掌握力矩式自整角机的转矩特性。掌握力矩式自整角机的转矩特性。()掌握自整角机的控制方法掌握自整角机的控制方法。.测试准备测试准备()测试图测试图,如图如图 所示。所示。()设备器材设备器材:自整角机一套自整角机一套,
38、电压表一台电压表一台,砝码若干砝码若干(盒盒)。.测试步骤测试步骤上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术该特性就是整步转矩该特性就是整步转矩 与转角与转角 的关系的关系()测试图如测试图如图图 所示所示,按照原理图进行接线按照原理图进行接线,然后将发送机然后将发送机和接收机的励磁绕组加额定和接收机的励磁绕组加额定,待稳定后待稳定后,把发送机和接收机把发送机和接收机调整在调整在 位置位置,固定发送机刻度圆盘上吊砝码固定发送机刻度圆盘上吊砝码,记录砝码重量记录砝码重量;接收机接收机的指针圆盘上吊砝码的指针圆盘上吊砝码,记录砝码重量以及接收机指针偏转角度记录砝码重量以及接收机指
39、针偏转角度。()逐次增加砝码逐次增加砝码,记录砝码重量以及接收机转轴偏转角度。记录砝码重量以及接收机转轴偏转角度。在偏转在偏转角角 从从 至至之间取之间取 组数据组数据,记录记录于表于表 中。中。测测试完毕后试完毕后,应先取下砝码再断开励磁电源。应先取下砝码再断开励磁电源。上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术()作出力矩式自整角机的转矩特性作出力矩式自整角机的转矩特性 ()曲线。曲线。.控制式自整角机的输出特性测试控制式自整角机的输出特性测试.测试目的测试目的()掌握控制式自整角机的输出特性。掌握控制式自整角机的输出特性。()掌握自整角机的控制方法掌握自整角机的控制方法
40、。.测试准备测试准备()测试图测试图,如图如图 所示。所示。()设备器材设备器材:自整角机一套自整角机一套,电压表一台电压表一台,砝码若干砝码若干(盒盒)。.测试步骤测试步骤上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术控制式自整角机的输出特性控制式自整角机的输出特性,就是输出电压与转角的关系就是输出电压与转角的关系,即即 ()。()测试线路图测试线路图如图如图 所示所示。按图进行接线按图进行接线,在自整角发送机在自整角发送机的、端加额定励磁电压的、端加额定励磁电压。固定自整角发送机刻度固定自整角发送机刻度盘不动盘不动,用手缓慢旋转自整角变压器的指针圆盘用手缓慢旋转自整角变压器的
41、指针圆盘,电压表就会有相应读电压表就会有相应读数数,找出输出电压为最小值位置找出输出电压为最小值位置,即为起始零点。即为起始零点。()旋转自整角变压器的指针圆盘旋转自整角变压器的指针圆盘,每转每转测量一次自整角变压测量一次自整角变压器输出电压器输出电压,测取各点及测取各点及 记录于记录于表表 中中。()作出控制式自整角机的输出特性作出控制式自整角机的输出特性()曲线。曲线。.自整角机的应用自整角机的应用上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术机床上的旋转运动机床上的旋转运动,例如摆头和转台例如摆头和转台,如如图图 和和图图 所所示。示。.力矩式自整角机的应用力矩式自整角机的
42、应用力矩式自整角机被广泛用作液位指示器。力矩式自整角机被广泛用作液位指示器。该示位器将被指示的物理该示位器将被指示的物理量转换成发送机轴的转角量转换成发送机轴的转角,用指针或刻度盘作为接收机的负载。用指针或刻度盘作为接收机的负载。图图 所示所示为某液位指示器的示意图。为某液位指示器的示意图。图中浮子随着液面升降图中浮子随着液面升降而升降而升降,并通过绳子、滑轮和平衡锤使自整角机发送机转动。并通过绳子、滑轮和平衡锤使自整角机发送机转动。由于发由于发送机和接收机是同步转动的送机和接收机是同步转动的,所以接收机指针能准确地反映发送机所所以接收机指针能准确地反映发送机所转过的角度。如果把角位移换算成线
43、位移转过的角度。如果把角位移换算成线位移,就可知道液面的高度就可知道液面的高度,从而从而实现了远距离液面位置的传递。实现了远距离液面位置的传递。上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术这种示位器这种示位器,不仅可以指示液面的位置不仅可以指示液面的位置,也可以用来指示阀门的位置也可以用来指示阀门的位置,还可以用来指示电梯和矿井提升机的位置还可以用来指示电梯和矿井提升机的位置,以及指示变压器分接开关以及指示变压器分接开关的位置的位置,等等。等等。.控制式自整角机的应用控制式自整角机的应用控制式自整角机的典型应用是组成同步伺服系统控制式自整角机的典型应用是组成同步伺服系统,如图如
44、图 所示所示。上一页 下一页返回任务任务.自整角机控制技术自整角机控制技术自整角发送机的转轴为输入端自整角发送机的转轴为输入端,如果直接与雷达天线的高低角也就是如果直接与雷达天线的高低角也就是俯仰角耦合俯仰角耦合,此时雷达天线的高低角也就是自整角发送机的输入转角此时雷达天线的高低角也就是自整角发送机的输入转角,用自整角变压器将自整角发送机的转角变化信号变换成电信号用自整角变压器将自整角发送机的转角变化信号变换成电信号,经伺经伺服放大器放大后服放大器放大后,驱动伺服电动机转动驱动伺服电动机转动,进行位置角控制进行位置角控制,再经过减速再经过减速齿轮减速后齿轮减速后,带动自整角变压器转子和负载带动
45、自整角变压器转子和负载(如火炮或刻度盘如火炮或刻度盘)转动转动,直直到自整角变压器转子转过与自整角发送机转子相同的角度后到自整角变压器转子转过与自整角发送机转子相同的角度后,自整角自整角变压器输出电压为零变压器输出电压为零,整个系统才停止转动整个系统才停止转动。.任务考核任务考核本任务考核本任务考核按表按表 进行进行。上一页返回任务任务.直线电动机控制技术直线电动机控制技术.任务目标任务目标()了解直线电动机的分类、结构和原理。了解直线电动机的分类、结构和原理。()了解直线电动机的控制方式。了解直线电动机的控制方式。()了解直线电动机的应用。了解直线电动机的应用。.任务内容任务内容()掌握直线
46、电动机的结构、分类和工作原理。掌握直线电动机的结构、分类和工作原理。()了解直线电动机作为轨道交通运输工具的应用。了解直线电动机作为轨道交通运输工具的应用。()了解直线电动机作为机械手的应用。了解直线电动机作为机械手的应用。()了解直线电动机作为自动门和升降电梯的应用。了解直线电动机作为自动门和升降电梯的应用。下一页返回任务任务.直线电动机控制技术直线电动机控制技术.必备知识必备知识.概述概述如图如图 所示所示,直线电动机凭借高速度、高加速、高精度及行程直线电动机凭借高速度、高加速、高精度及行程不受限制等特性在物流系统、工业加工与装配系统、信息及自动化系不受限制等特性在物流系统、工业加工与装配
47、系统、信息及自动化系统、交通与民用以及军事等领域发挥着十分重要的作用统、交通与民用以及军事等领域发挥着十分重要的作用。直线电动机可在几秒钟内把一架几千公斤重的直升机拉到每小时几百直线电动机可在几秒钟内把一架几千公斤重的直升机拉到每小时几百公里的速度公里的速度,它在真空中运行时它在真空中运行时,时速可达几千或上万公里。时速可达几千或上万公里。上一页 下一页返回任务任务.直线电动机控制技术直线电动机控制技术在军事上在军事上,人们利用它制成各种电磁炮人们利用它制成各种电磁炮,并试图将它用于导弹、火箭的并试图将它用于导弹、火箭的发射发射;在工业领域在工业领域,直线电动机被用于生产输送线直线电动机被用于
48、生产输送线,以及各种横向或垂以及各种横向或垂直运动的一些机械设备中直运动的一些机械设备中;直线电动机除具有高速、大推力的特点以直线电动机除具有高速、大推力的特点以外外,还具有低速、精细的另一特点还具有低速、精细的另一特点,如步进直线电动机如步进直线电动机,它可以做到步它可以做到步距为距为 的精度。因此的精度。因此,直线电动机又被应用到许多精密的仪器设直线电动机又被应用到许多精密的仪器设备中备中,例如计算机的磁头驱动装置、照相机的快门、自动绘图仪、医例如计算机的磁头驱动装置、照相机的快门、自动绘图仪、医疗仪器、航天航空仪器、各种自动化仪器设备等。疗仪器、航天航空仪器、各种自动化仪器设备等。上一页
49、 下一页返回任务任务.直线电动机控制技术直线电动机控制技术除此之外除此之外,直线电动机还被用于各种各样的民用装置中直线电动机还被用于各种各样的民用装置中,如电动门、电如电动门、电动窗、电动桌椅的移动动窗、电动桌椅的移动,门锁及电动窗帘的开、闭等门锁及电动窗帘的开、闭等,尤其在交通运输尤其在交通运输业中业中,人们利用直线电动机制成了时速达人们利用直线电动机制成了时速达 以上的磁悬浮列以上的磁悬浮列车。车。直线电动机是将电能转变成直线运动的机械能输出的装置。直线电动机是将电能转变成直线运动的机械能输出的装置。它可分它可分为直线直流电动机、直线异步电动机、直线同步电动机和其他直线电为直线直流电动机、
50、直线异步电动机、直线同步电动机和其他直线电动机动机(如直线步进电动机等如直线步进电动机等),其中应用最广泛的是直线异步电动机其中应用最广泛的是直线异步电动机,因因为它的次级为它的次级(相应于旋转异步电动机的转子相应于旋转异步电动机的转子)可以由整块的金属材料组可以由整块的金属材料组成成,因而适宜做得较长因而适宜做得较长,而且成本较低而且成本较低。图图 所示所示就是利用直就是利用直线异步电动机拖动的线异步电动机拖动的 系列直线电动门外形图。系列直线电动门外形图。上一页 下一页返回任务任务.直线电动机控制技术直线电动机控制技术直线同步电动机虽然成本较高直线同步电动机虽然成本较高,但由于它的效率高但
