电机与拖动_课件_第十章.pptVIP

下 上 结束 说明：M为正，表示M的方向与相应的旋转磁势方向 一致； M为负，表示M的方向与相应的旋转磁势方向 相反。 发送机: M+与旋转磁势 的方向相同，为逆时针 M- 与旋转磁势 的方向相反，为逆时针 接收机: M+’与旋转磁势 的方向相反，为顺时针 M-’ 与旋转磁势 的方向相同，为顺时针 下 上 结束 第四节 旋转变压器 旋转变压器是一种精密的、副边可以转动的变压器。或者说是一种输出电压与转子转角成一定函数关系的控制电机。 分类：正、余弦旋转变压器；线性旋转变压器 一. 旋转变压器的基本结构 其基本结构与绕线式异步电动机类似。只不过它的定子、转子上分别放置两个相互垂直的绕组。 定子：励磁绕组（D1D2)、补偿绕组（D3D4），这2个 绕组完全相同。 转子：2个输出绕组（Z1Z2、Z3Z4），由电刷和集电 环引出。 下 上 结束 二. 正、余弦旋转变压器的工作原理 正、余弦旋转变压器：其转子上输出绕组的输出电压与转子转角成正、余弦关系。 定子：在D1D2上加上交流励磁电压，电机在直轴方向产生一脉振磁通。 D1 D2 D4 D3 Z4 Z3 Z2 Z1 转子： （1）如Z1Z2绕组与直轴的夹角为 下 上 结束 则磁通 感应产生的电势EZ1Z2为最大，而Z3Z4绕组与之垂直，所以EZ3Z4等于零。 全部被Z1Z2绕组所交链，在Z1Z2绕组中 （2）如Z1Z2绕组与直轴的夹角为 (下面分空载和负载两种情况考虑) 把直轴磁通 空载时： D1 D2 D4 D3 Z4 Z3 Z2 Z1 沿Z1Z2和 Z3Z4轴线分解为 和 下 上 结束 D1 D2 D4 D3 Z4 Z3 Z2 Z1 在Z1Z2绕组中感应的 电势为： 在Z3Z4绕组中感应的 电势为： 由 得: 代入上式 得: （Ku 称为旋转变压器的变比） 由于空载，所以： Z1Z2绕组的输出电压为: Z3Z4绕组的输出电压为: 可见：转子两输出绕组的空载电压分别与转子的转角 成正弦和余弦关系。于是，把Z1Z2绕组称为余 弦绕组；把Z3Z4绕组称为正弦绕组。 负载时: 考虑输出绕组Z1Z2带有负载ZL 于是就有电流（交变）IZ1Z2流过Z1Z2绕组。 交变的电流IZ1Z2产生与Z1Z2绕组同轴的磁通 把该磁通沿d轴和q轴分解， 结束 上 下 D1 D2 D4 D3 Z4 Z3 Z2 Z1 ZL 得: 其中: 与 同轴 由于Uf 大小不变，所以d 轴方向的合成磁通不变，仍然为 这时比空载时多了一个 它将在Z1Z2和Z3Z4绕组中感应电势。 Z1Z2: Z3Z4: 结束 上 下 Z1Z2绕组：同时存在两个感应电势 不再与 成正比。这一结果将影响到输出电压，造成输出电压畸变，且负载越大，畸变越厉害。 Z3Z4绕组：也同时存在两个感应电势 Z1Z2绕组的总电势为： Z3Z4绕组也同理。 为了消除负载时输出电压的畸变，必须在负载时设法对电机中的交轴（q轴）磁通进行补偿。 补偿的方法：原边补偿和副边补偿 1. 原边补偿 将定子绕组D3D4短接（或接入合适的阻抗），由于D3D4绕组轴线在q轴方向，与 方向一致。 结束 上 下 在D3D4绕组中感应电势并形成电流，而这电 流产生磁通 向相反。这样 几乎大小相等，方 几乎被抵消。所以：q轴方向的 合成磁通近似为零。于是，保证了输出绕组的电势分别与转子转角成正弦和余弦关系。 2. 副边补偿 让Z3Z4也接一负载，将在Z3Z4绕组中产生负载电流，该电流所产生的磁通也分成两个相互垂直的分量 结束 上 下 数学上可以证明：当D3D4的阻抗与外施电源的内阻抗 相等时，q轴的磁势能完全消除。如果外施电源的容量很大，相当于内阻抗等于零，这时可将D3D4短接。 下 其中 的作用与 而 的作用一样。 与 方向相反。若Z1Z2与Z3Z4两绕 组完全一样，且所带负载也完全一样，则 而 大小相等，方向相反，互相抵消。 三. 线性旋转变压器的工作原理 线性旋转变压器是指其输出电压的大小与转子转角成线性关系的旋转变压器。 如图：定子绕组D1D2与转子绕组Z1Z2串联起来，接到单相交流励磁电源上。定子绕组D3D4短接，起补偿作用。 所以: 于是: D4 D1 D2 Z1 Z2 Z3 Z4 D3 转角基本上成线性关系。 取ku=0.52, 在 空载时输出电压 的范围内，输出电压与转子 负载时，如果输出阻抗很大，与控制阿的情况相同。 第五节 步进电动机