微特电机的选用第十讲 感应同步器的选用
宋立伟 郑 萍 寇宝泉(哈尔滨工业大学 150001)
1概述
感应同步器又叫作感应整步机,它是一种将转角位移或直线位移转换成电压信号的测量元件。从原理上看,感应同步器与多极旋转变压器是一样的,只是在结构上有很大的差别,通常,感应同步器是采用印刷绕组,并且它的极对数很多,一般为几百对或上千对,这就是其精度高的原因。感应同步器的激磁电源为几千赫兹、几伏,输出电压为激磁电压的十分之一到几百分之一。由于它具有精度高、结构简单、工作可靠、寿命长、对工作环境要求不高等优点,因此,被广泛地应用到航空航天、军事装备、测量技术、机械制造等领域。
2工作原理
感应同步器按运动方式的结构型式的不同可以分为圆盘式和直线式两种。圆盘式感应同步器由定子和转子两部分组成。定、转子上均有印刷绕组,绕组形状如图1所示,转子绕组由许多与转轴成辐射状的导体串联成一个单相绕组,每根导体相当于_个磁极,相邻两片导体之间的距离为极距;定子绕组是将辐射状的导体分成偶数组,相邻两组中心线的夹角为极距的偶数倍再加减半个极距。因此,感应同步器相当于转子为单相绕组、定子为两相绕组的多极旋转变压器。
当转子绕组如上正弦交流电压
由于定子两相绕组相对于转子绕组错开半个极距,即90度电角度,当转子偏离基准电气零位一个机械角度om时,对应的电气角度为pom,这时,在定子两相绕组中的感应电势分别为:
如果在感应同步器定子两相绕组上分别单独加上激磁电压:
时,在转子绕组上的感应电势分别为:
可见,输出的感应电势随转角呈正弦或余弦函数变化,这样就可以通过测量输出电势的大小测量转角的变化。
3产品的选择
3.1工作方式的选择
由于感应同步器的输出电压与位移量om或z有关,因此,它可以在位移测量或位置随动系统中作为检测元件。但由于输出电压是位移量的正弦或余弦函数,即是非单值的,这样就不能采用简单的励磁和输出方式,而只有同时利用正、余弦绕组才能根据输出电压得到准确的位移量。根据处理方式的不同,感应同步器可分为鉴幅型和鉴相型两种基本的工作方式。
(1)鉴幅型工作方式,就是根据感应同步器输出电势的幅值来鉴别输入信号,即定子之间的相对位移量。根据激磁方式的不同,鉴幅型感应同步器又可分为两相激磁和单相激磁两种形式。图2为两相激磁式鉴幅型感应同步器昀接线图,定子两相绕组激磁,激磁电压的频率和相位相同,幅值不同,但幅值分别为某个已知角度口,的正弦和余弦函数,即:
当两相激磁电压单独激磁时,输出电势分别为:
由于感应同步器工作在线性状态,因此两相定子绕组同时激磁时的输出电势为:
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