微特電機的選用第六講自整角機的選用
朱春波 宋立偉（哈爾濱工業大學150001）
1概述
自整角機是一種將轉角變換成電壓信號，或將電壓信號變換成轉角，通過兩個或兩個以上的組合使用，以實現角度的傳輸、變換和接收的元件。
在現代技術領域的各個部門中，自整角機廣泛應用于自動控制等方面。由包括自整角機在內所組成的同步聯接系統，是以電的聯系，使遠距離的兩根或多根機械轉軸能夠精確地保持相同的轉角變化，或者同步旋轉，實現角度位置的遠距離傳輸、變換和指示。
2基本工作原理
自整角機根據運行方式不同，分為力矩式自整角機和控制式自整角機。在力矩式系統中，接收方機械軸角位置的跟隨轉動是由自整角機自身產生的力矩實現的，見圖1。
發送方的自整角機稱作力矩式自整角發送機，而接收方的自整角機稱作力矩式自整角接收機，發送機和接收機的原端為單相繞組，由交流電源供電激磁，負端為三相繞組，端點依次互相聯接。當發送機轉子偏轉某一角度時，其定子繞組輸出一個相應的電壓，使接收機的轉子沿同一方向偏轉同一角度。當發送機的轉子以某一速度旋轉時，接收杌的轉子也以同一速度跟隨旋轉，使兩者的轉軸協調動作，這種同步聯接系統通常用來進行遠距離的信號傳輸和指示。如遠距離指示液面高度、閥門開度、電梯、礦井提升高度等。圖2為指示液面位置的示意圖，浮子隨液面上升或下降，通過繩索帶動自整角發送機轉子轉動，自整角接收機的轉子便會帶動指針隨之轉動，準確指出液面高低。
由于這一系統中的自整角機最后是以所輸出的力矩（即轉矩）帶動負載（圖2中指針）工作的，故稱為力矩式自整角機。但它的力矩是有限的，只適于接收機軸上負載很輕，而且角度傳輸精度要求又不很高的控制系統中。力矩式自整角系統為開環控制系統。
在控制式系統中，接收方的機械軸角位置的跟隨轉動是由接于系統中的伺服電動機實現的。圖3為這種系統的原理圖。與力矩式自整角機不同的是自整角接收機并不直接帶負載轉動，轉子繞組不加交流電壓。當發送機的轉子偏轉或旋轉時，接收機的轉子繞組就會產生電動勢，輸出一定大小的電壓。這個電信號輸出給放大器，放大器作為伺服電機控制相繞組的電源。伺服電機旋轉并帶動接收方自整角機轉軸負載，直至達到發送方同樣的位置。
由于這一系統中的自整角機最后是以所輸出的電壓控制執行電動機的，故稱為控制式自整角機，而其中的接收機是從定子繞組輸入電壓，從轉子繞組輸出電壓，工作在變壓器狀態，故稱為自整角變壓器。
采用控制式自整角機和伺服機構組成的隨動系統，其驅動負載能力取決于系統的伺服機容量，故能帶動較大的負載，并且，控制式自整角機組成的閉環系統精度高。
3 主要技術數據
3.1力矩式自整角機的主要技術數據
3.1.1 比整步力矩
它是指失調角為1。時發送機和接收機軸上的輸出轉矩，比整涉轉矩是自整角接收機一項重要的性能指標，它直接影響力矩式自整角系統的靈敏度，一般產品數據中均列出它的數值。
3.1.2零位誤差
在力矩式自整角發送機中，當轉子勵磁后，發送機轉子從基準電氣零位開始，每轉過60度，總會有兩根輸出線之間的空載電壓等于零，此位置稱為理論電氣零位。由于設計與工藝上的不盡完善，實際電氣零位與理論電氣零位存在著差異，兩者之差稱為力矩式自整角機的零位誤差，用角分為單位，習慣上以累積誤差的形式表示，即取各點零位誤差中正負****誤差****值之和的一半并冠以“+”表示，它的大小決定發送機的精度。
3.1.3靜態誤差
在力矩式自整角接收機中，由于系統出現失調角而使接收機轉子隨發送機的轉子也偏轉同樣的角度，最后穩定在失調角為零的位置。但實際上，當接收機轉子處在協調位置時，由于接收機的轉軸上存在摩擦轉矩，所以，接收機與發送機轉子之間總存在轉角差，這個轉角差就是靜態誤差，以角分為單位， |
