数控机床电气传动 05151PPT 05感应同步器.pptVIP

单元一 位置速度检测装置 5 感应同步器 ●基本要求： 1）掌握感应同步器的结构。 2）掌握感应同步器的工作原理。 3）了解感应同步器的应用。 ●重点: 掌握感应同步器的应用。  ●难点: 感应同步器的工作原理。 优点： 1.具有很高的精度和分辩率。直线式感应同步器的精度可达到1μm，直径为300mm的旋转式感应同步器的精度可达1″。 2.抗干扰能力强。 3.结构简单、工作可靠、使用寿命长。固定部件和运动部件互不接触，没有摩擦。 4.工艺性好，制造精度的要求不很高，成本较低。 缺点： 输出信号弱，信号处理麻烦，配套信号处理设备（数显表）复杂，价格高。 一.感应同步器的特点 二、感应同步器的结构 直线式感应同步器由定尺和滑尺两部分组成，滑尺比定尺短。 基板 厚度为10mm。目前高精度感应同步器多采用非铁磁材料作基板，如采用铝基材料、玻璃等，这些材料没有铁磁物质，可以减小误差和提高精度。也有采用铁磁材料作基板。 绕组 定尺绕组是连续的单相绕组，滑尺的绕组是分段绕组，按所处的磁场位置分为正弦绕组s和余弦绕组c ，交替排列，各自串联形成正弦和余弦两相绕组。 核心结构 可参照5115感应同步器图形图像库 此处可参考动画库感应同步器结构动画 绕组是由辐射状的导片组成。转子上的绕组是单相连续绕组，其径向导片数也是极数。定子绕组是分段绕组，分为正弦和余弦两大组，交替排列，各自串联形成两相绕组。 直径越大，精度越高。 旋转感应同步器的结构 三、感应同步器的工作原理 此处可参考动画库感应同步器原理动画 极距τ是相邻金属片中心线间的距离。节距L = 2τ 也称检测周期。正弦绕组s和余弦绕组c相距3L / 4 定尺绕组通交流电激磁， 磁极之间的距离是τ， 磁场分布周期是节距L 。 脉振磁场在滑尺绕组上 产生感应电势，有效值 随滑尺位移作周期性变化，周期为节距L 。  有效值 输出电势分解为基波和一系列谐波之和，其中谐波很小，所以输出电势可用基波分量表示。由于周期为L，所以正弦绕组s和余弦绕组c中的感应电势有效值是 瞬时值 绕组的感抗远小于电阻，选择适当的正方向后，可认为感应电势领先激磁电压90°。 若 感应同步器的输出分析 单相绕组通电时形 成磁场，磁极数与 径向导片数N 相等。 两相邻导片间的夹 角 就是磁极之 间的距离，称为极 距（rad）。 （rad）也称为节距或检测周期，它 是磁场分布的周期。极对数p 为 旋转式感应同步器的工作原理 感应电势有效值 以L为周期，故有 感应电势的瞬时值领先激磁电压90°。 若激磁电压为 定义电角 ，可将感应电势公式统一。 直线式感应同步器 rad 旋转式感应同步器 rad 感应同步器感应电势的结论 采用完全相同的方法还可以得出下述结论：当正弦绕组s和余弦绕组c 中分别接上有效值为U 的正弦（或余弦）交流激磁电压时，它们在单相连续绕组中感应的电势有效值分别为（下标2 表示副端） 无论是单相绕组激磁还是两相绕组激磁，感应电势都属于同频率的正弦电势，感应电势与激磁电压的相位差是90°。一般取感应电势超前激磁电压90°。 四、感应同步器的信号处理方式 感应同步器作为测量元件，还需解决几个问题。 l）正余弦函数在一个周期内并不是单值对应关系。 2）当电角超出一个周期的范围，这时必须记录周期的个数才能确定电角。 3）输出电压的误差大。 有鉴相型和鉴幅型两种信号处理方式。 两类激磁方式。 两相绕组激磁——两相激磁式 单相绕组激磁——单相激磁式 1.鉴相型处理方式 根据输出电势的相位来鉴别电角。 （1）两相激磁式 在感应同步器正弦绕组s、余弦绕组c 上加幅值和频率相同、相位差90°的交流激磁电压 单相绕组上感应的电势 应用叠加原理可知单相绕组总感应电势 感应同步器的信号处理方式 （2） 单相激磁式 单相绕组加激磁电压 移相90°后得 输出电势  单相激磁式 2.鉴幅型处理方式 根据输出信号的幅值鉴别电角。 （1） 两相激磁式 激磁电压幅值变化。 为指令位移角，是已知的。单相连续绕组的总感应电势为 感应同步器的信号处理方式 （2） 单相激磁式 单相绕组中加激磁电压： 在正弦绕组s和余弦绕组c的感应电势分别为： 送入函数变压器或其他装置中处理： 送入加法器相加后作为输