自整角机
自整角机工作原理
自整角机工作原理自整角机是一种用于自动测量和修整角度的设备。
它广泛应用于建筑、制造业、航空航天等领域，能够提高工作效率和精度。
本文将介绍自整角机的工作原理和应用。
我们来了解一下自整角机的结构。
自整角机主要由支架、测量装置、控制系统和修整装置组成。
支架是用于固定和支撑整个设备的框架，测量装置用于测量角度，控制系统用于处理测量数据并控制修整装置进行调整。
自整角机的工作原理可以简单地分为三个步骤：测量、分析和修整。
首先，测量装置通过激光、电子传感器或光电传感器等技术测量出待测角度的数值。
测量装置将测量到的数据传输给控制系统进行分析。
控制系统接收到测量数据后，会根据设定的目标角度和精度要求进行分析。
控制系统会计算出待测角度与目标角度之间的差异，并根据差异的大小和方向来判断修整方向。
控制系统会生成修整指令，并将其传输给修整装置。
修整装置根据控制系统的指令进行调整。
修整装置可以是驱动机构、液压装置或电动机等，用于实现对待测物体的调整。
修整装置会根据控制系统的指令，按照设定的修整步骤和修整量对待测物体进行微调或大范围调整，以使待测角度逐渐接近目标角度。
自整角机的工作原理看似简单，但实际上需要精确的测量和控制技术的支持。
测量装置需要具备高精度和高稳定性，以确保测量结果的准确性。
控制系统需要具备强大的计算和分析能力，能够处理大量的测量数据，并根据结果生成修整指令。
修整装置需要具备高精度的运动控制能力，能够按照指令进行微调或大范围调整。
自整角机的应用十分广泛。
在建筑领域，自整角机可以用于测量和修整建筑物的角度，使建筑物的结构更加稳定和均衡。
在制造业中，自整角机可以用于测量和修整零件的角度，以确保产品的质量和精度。
在航空航天领域，自整角机可以用于测量和修整飞行器的角度，以确保飞行器的飞行稳定性和安全性。
自整角机通过测量、分析和修整的过程，能够自动化地测量和修整角度。
它在建筑、制造业、航空航天等领域发挥着重要的作用，提高了工作效率和精度。
自整角机的工作原理
自整角机的工作原理1 控制式自整角机的工作原理控制式自整角机的工作原理可以由左图来说明。
图中由结构、参数均相同的两台自整角机构成自整角机组。
一台用来发送转角信号，它的励磁绕组接到单相交流电源上，称为自整角发送机，用ZKF表示。
另一台用来接收转角信号并将转角信号转换成励磁绕组中的感应电动势输出，称之为自整角接收机，用ZKJ表示。
两台自整角机定子中的整步绕组均接成星形，三对相序相同的相绕组分别接成回路。
图7-31 控制式自整角机工作原理图 在自整角发送机的励磁绕组中通入单相交流电流时，两台自整角机的气隙中都将产生脉振磁场，其大小随时间按余弦规律变化。
脉振磁场使自整角发送机整步绕组的各相绕组生成时间上同相位的感应电动势，电动势的大小取决于整步绕组中各相绕组的轴线与励磁绕组轴线之间的相对位置。
当整步绕组中的某一相绕组轴线与励磁绕组轴线重合时，该相绕组中的感应电动势为最大值，用EFm表示电动势的最大值。
设发送机整步绕组中的A相绕组轴线与其对应的励磁绕组轴线的夹角为θJ，接收机整步绕组中的A相绕组轴线与其对应的励磁绕组轴线的夹角为θF，如图上图所示。
发送机整步绕组中各相绕组的感应电动势有效值为 可以证明：接收机励磁绕组的合成电动势，即输出电动势E0为式中E0m ——最大输出电动势有效值从上式看出，失调角=0 时，接收机的输出电动势为最大而不是零，且与失调角有余弦关系的输出电动势不能反映发送机转子的偏转方向，故很不实用。
实际的控制式自整角机是将接收机转子绕组轴线与发送机转子绕组轴线垂直时的位置作为计算的起始位置。
此时，输出电动势表示为 由于接收机转子不能转动，即是恒定的。
J控制式自整角机的输出电动势的大小反映了发送机转子的偏转角度，输出电动势的极性反映了发送机转子的偏转方向，从而实现了将转角转换成电信号。
2 力矩式自整角机的工作原理力矩式自整角机的工作原理可以由左图来说明。
图中由结构、参数均相同的两台自整角机构成自整角机组，一台用来发送转角信号，称自整角发送机，用ZLF表示；另一台用来接收转角信号，称为自整角接收机，用ZLJ表示。
第02章自整角机
F
F
F
n1
n1
F
•
E Fa
发送机
F n1
F F n1
•
Ia
J
•
E Ja
•
Ic
接收机
•
Ib
图2-2 单相力矩式自整角机
-8-
第二章 自整角机
三、整步转矩的分析 为分析方便，先作如下假定： (1) 气隙磁场按正弦规律分布，即不计空间高次谐
波的影响。 (2) 磁路是线性的，即不计铁心的磁饱和效应。 (3) 不考虑整步绕组磁动势对励磁绕组磁动势的影
•
•
T1 K ( d Fq q Fd )
（2-16）
转矩系数
δ很小
Fd 0
•
T1 K d Fq
（2-17）
-23-
第二章 自整角机
直轴磁通和交轴磁动势的相位关系如图2-5所示，因 此上式可以写为
•
d
T1 Kd Fq cos
•
（2-18）
E
•
I (Fq )
图2-5 力矩式自整角机的相量图
Fm Fm
c os ( F c os ( F
2π ) 3 2π ) 3
（2-28）
Fm
4 π
2INkw
TF
TJ
3EFIF cosF
1 3EJ IJ cosJ
1
F 90 o J 90 o
cosF 0
cosJ 0
（2-1）
TF 0 TJ 0
0
-5-
第二章 自整角机 根据旋转磁场和电磁转矩的基本概念，当电磁转矩
为正时，其方向是使转子顺着旋转磁场方向转动；而当 电磁转矩为负时，其方向是使转子逆着旋转磁场方向转
第5章-自整角机(力矩式自整角机讲)
失调角也是随动系统中常用术语之一)。 由图 5 - 18 明
显可见δ=90°-γ, 代入式(5 - 11)得
第5章 自整角机
E2=E2max cos(90°-γ)=E2max sinγ
(5 - 12)
上式说明自整角机变压器 (ZKB)的输出电势与失调 角γ的正弦成正比, 其相应曲线形状如图 5 - 21 所示。 图上若在0°<γ<90°的范围内, 失调角γ增加输出电势 E2也增大； 若90°<γ<180° 时, 输出电势E2将随失调 角 γ增大而减小； γ=180°时 , 输出电势E2 又变为零。 但是, 当失调角γ变负时, 输出电势E2的相位将变反。
也就是失调同样的角度所获得的信号电压大, 因此系统
的灵敏度就高。
第5章 自整角机
图 5 - 23 输出电压在γ=0时的切线
第5章 自整角机
5.4 带有“ZKC”的控制式自整角机
自整角机除了作成对 (ZKF 和 ZKB) 运行外 , 还可在 ZKF 和 ZKB 之间再接入控制式差动发送机即 ZKC 作控 制式运行。 其目的是用来传递两个发送轴的角度和或 角度差。 第 5.2 节已说明差动式自整角机的结构特点: 转子采用隐极式结构, 而且转子铁心的槽中放置有三相 对称分布绕组, 并通过三组集电环和电刷引出, 参考图 5 - 9； 定子和普通自整角机完全相同, 属三相对称绕组, 参考图 5 - 7(a)和图 5- 8。
第5章 自整角机
(4) ZKB的输出电势的有效值E2=E2max sinγ, 其中γ叫
失调角。 失调角γ=90°-δ,γ角 是实际ZKB转子绕组轴 线(从Z2′到Z1′方向)偏移(超前)协调位置( 方向)的角 X t 度(取正号)(图 5 - 20 所示)。 协调位置为输出电势等于 零的位置。 在失调角比较小时, U 2=U 2max γ, 这里γ的 单位取弧度(rad)。
船舶数据处理中自整角机角位移信号采集的方法
船舶数据处理中自整角机角位移信号采集的方法引言在船舶运行中，船体的姿态稳定性对于航行安全和舒适性非常重要。
为了对船体姿态进行监测，需要采集船舶的角位移信号。
而自整角机是一种常用的船舶姿态测量设备，可以实时测量船舶的横滚、俯仰和偏航角度。
本文将介绍一种常用的自整角机角位移信号采集方法。
一、自整角机的原理自整角机是一种基于陀螺仪原理的姿态传感器，可以测量船舶相对于水平面的角度位移。
其原理如下：1. 陀螺仪原理陀螺仪是一种利用角动量守恒原理测量角速度的装置。
自整角机中使用的陀螺仪通常是MEMS陀螺仪，其工作原理基于微机电系统技术。
通过受力产生的位移对称变形将电荷转换为电流或电压输出，即可测量到角速度。
2. 姿态算法自整角机通常还配备了姿态算法，可以根据测得的角速度信号来推算出船舶的姿态角度。
常用的姿态算法有卡尔曼滤波算法和互补滤波算法。
自整角机角位移信号的采集可以通过模拟或数字方法实现。
下面将分别介绍这两种方法。
1. 模拟采集方法模拟采集方法是将自整角机的输出信号通过模拟电路处理和转换为适合的电压信号，然后通过数据采集卡进行采集和存储。
具体步骤如下：(a) 将自整角机的输出信号经过模拟滤波电路滤波处理，去除高频噪声和杂散信号。
(b) 将滤波后的信号经过模拟放大电路放大至适当的电压幅度，以提高信号的可靠性和采样精度。
(c) 使用数据采集卡将放大后的信号输入计算机，通过采样和存储功能将信号记录下来，以备后续处理。
(a) 使用AD转换器将自整角机的输出信号转换为数字信号。
AD转换器是一种将模拟信号转换为数字信号的电子设备，可以将连续的模拟信号离散成有限个采样值。
(c) 根据需要，可以对采集的信号进行滤波、去噪和计算等处理，以得到所需的角位移信息。
三、总结与展望本文介绍了船舶数据处理中自整角机角位移信号采集的方法。
通过模拟采集或数字采集可以获取到自整角机的输出信号，并进行相应的处理和存储。
这些方法在船舶姿态监测和控制中具有重要的应用前景，可以提高航行安全性和舒适性。
自整角机工作原理
自整角机工作原理
自整角机是一种常见的机械设备，广泛应用于各种行业中。
它的主要作用是将板材或管材进行角度调整，以满足不同的加工需求。
那么，自整角机的工作原理是什么呢？
自整角机的工作原理可以简单地概括为：通过机械力的作用，将板材或管材弯曲到所需的角度。
具体来说，自整角机主要由以下几个部分组成：
1. 机架：支撑整个设备的主体结构，通常由钢板焊接而成，具有足够的强度和稳定性。
2. 上下模具：分别位于机架的上部和下部，用于夹紧板材或管材，并施加弯曲力。
3. 液压系统：通过液压油缸提供弯曲力，控制上下模具的运动。
4. 控制系统：用于控制液压系统的工作，实现自动化操作。
当需要对板材或管材进行角度调整时，首先将其放置在自整角机的上下模具之间，然后启动液压系统，使上下模具夹紧材料。
接着，液压
系统开始施加弯曲力，使材料弯曲到所需的角度。
最后，停止液压系
统的工作，松开上下模具，取出已经完成角度调整的材料。
需要注意的是，自整角机的工作原理虽然简单，但在实际操作中需要
注意以下几点：
1. 材料的选择：不同的材料具有不同的强度和韧性，需要根据实际情
况选择合适的材料。
2. 弯曲角度的控制：液压系统需要精确控制弯曲力的大小和持续时间，以确保弯曲角度的精度和一致性。
3. 安全操作：自整角机涉及到高压液压系统和机械力的作用，需要严
格遵守安全操作规程，确保操作人员的安全。
总之，自整角机是一种常见的机械设备，其工作原理简单明了，但在
实际操作中需要注意各种细节，以确保操作的安全和效率。
自整角机的用途有哪些
自整角机的用途有哪些自整角机是一种用于调整和矫正牙齿错位和不齐的医疗设备。
它通过施加适当的压力和力量来调整牙齿的位置和方向。
自整角机的用途非常广泛，下面是其中一些主要的用途。
1.矫正牙齿不齐：牙齿不齐是最常见的牙齿问题之一。
有些人天生牙齿就不齐，有些人是在儿童时期由于错误的习惯造成的，如吮吸拇指、咬指甲等。
自整角机可以通过调整和矫正牙齿的位置和方向，使其变得排列整齐。
这样不仅可以改善牙齿的美观，还能提高咀嚼功能和发音。
2.调整牙齿间隙：有些人的牙齿之间存在间隙，这会影响到咀嚼功能和美观。
自整角机可以通过施加适当的力量，将牙齿逐渐调整到正确的位置，填补间隙。
3.修复牙齿咬合问题：牙齿咬合问题是指上下颌牙齿在咬合时的不正常接触。
这个问题不仅会造成咀嚼和吞咽困难，还会导致头痛、面痛等不适症状。
自整角机可以通过调整牙齿的位置和方向，改善牙齿的咬合，解决这个问题。
4.矫正颌面畸形：有些人的颌面存在畸形，如颌骨过大或过小，下颌前突等。
这种畸形不仅影响外貌，还会导致咀嚼功能、发音和呼吸等问题。
自整角机可以通过调整牙齿的位置和方向，协助矫正颌面畸形，使面部轮廓更加协调和美观。
5.准备种植牙或假牙：在进行种植牙或假牙修复前，有时需要先调整和矫正周围牙齿的位置和方向，以保证种植牙或假牙的稳定性和适应性。
自整角机可以提前进行这些调整，为种植牙或假牙的修复提供良好的基础。
自整角机在牙科领域有着重要的应用价值。
通过调整和矫正牙齿的位置和方向，它能够改善牙齿的美观、咀嚼功能和发音，解决一系列牙齿问题。
随着科技的不断发展，自整角机的设计和功能也在不断创新和进步，使得矫正治疗更加精确、舒适和高效。
值得注意的是，自整角机的使用需要经过专业培训和医生指导，患者应在专业医生的监督下使用，以确保矫正治疗的有效性和安全性。
最后，自整角机作为一种医疗设备，其使用应遵循相关法律法规和规范，以保障患者权益和治疗效果。
自整角机工作原理
自整角机工作原理
自整角机是一种常见的数控机床，它的工作原理是通过数控系统控制机床的运动，实现对工件进行加工。
自整角机主要用于对金属板材进行切割、折弯、成型等加工，广泛应用于航空、汽车、电子、建筑等领域。
自整角机的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 设计加工程序：首先，操作人员需要根据工件的要求，设计出相应的加工程序。
这个过程通常是通过计算机辅助设计软件完成的，可以实现对工件的三维建模、切割路径规划等操作。
2. 加载工件：将待加工的金属板材放置在机床工作台上，并通过夹具固定住。
这个过程需要注意工件的位置和方向，以确保加工的精度和质量。
3. 调整机床参数：根据加工程序的要求，操作人员需要对机床的参数进行调整。
这些参数包括切割速度、切割深度、刀具半径等，可以通过数控系统进行设置。
4. 开始加工：当机床参数设置完成后，操作人员可以启动机床，开始加工。
在加工过程中，数控系统会根据加工程序的要求，控制机床的运动轨迹和刀具的位置，实现对工件的切割、折弯、成型等操作。
5. 完成加工：当加工完成后，机床会自动停止运动。
操作人员可以将加工好的工件取下，并进行检查和质量控制。
总的来说，自整角机的工作原理是通过数控系统控制机床的运动，实现对金属板材进行加工。
这种机床具有加工精度高、生产效率高、操作简单等优点，是现代制造业中不可或缺的设备之一。
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第5章 自整角机
5.3.2 ZKB转子输出绕组的电势
若ZKF的转子绕组轴线与定子D1相绕组轴线空间夹 角为θ1时, 励磁磁通在D1相绕组中感应的变压器电势为： E1=E cosθ1(由式(5 - 4)得)。 同理, 当ZKB的定子合成磁 场的轴线与输出绕组轴线空间夹角为δ=θ2-θ1时, 合成磁 场在输出绕组中感应的变压器电势有效值为
向的空间弧度值。
第5章 自整角机
图 5 - 16 定子绕组中的电流
第5章 自整角机
由于发送机转子磁密轴线在空间的位置不变, 且其长 度(即模值)是时间的正弦(或余弦)函数, 故发送机定子合 成磁场也是一个脉振磁场。
脉振磁场可以分解为两个大小相同、方向相反的圆 形旋转磁场，分别在定子绕组中产生两组三相对称的感 应电动势，从而在接收机定子产生同样的两组三相对称 电压 （发送机和接收机定子绕流大小相等、 方向相反。
(1) 对某瞬时来说， 磁场的大小沿定子内圆周长方 向作余弦(或正弦)分布；
(2) 对气隙中某一点而言， 磁场的大小随时间作 正弦(或余弦)变化(或脉动)。若把符合上述特点的单相 脉振磁场写成瞬时值表达式， 则
bp1 =Bm1sinωt cosX
(5 - 2)
式中, bp1 为基波每相磁密瞬时值； Bm1 为基波 每相电流达最大值时产生的磁密幅值； X为沿周长方
第5章 自整角机
无论自整角机作力矩式运行或者是控制式运行， 每一种运行方式在自动控制系统中自整角机通常必须 是两个(或两个以上)组合起来才能使用， 不能单机使 用。 若成对使用的自整角机按力矩式运行时， 其中有 一个是力矩式发送机(国内代号为ZLF， 国际代号为 TX)， 另一个则是力矩式接收机(国内代号为ZLJ， 国 际代号为TR)； 而成双使用的自整角机按控制式运行 时， 其中必然有一个是控制式发送机(国内代号为ZKF， 国际代号为CX)， 另一个则是控制式变压器(国内代号 为ZKB， 国际代号为CT)。 前述电机定子三相绕组为 Y形接法， 引出端符号分别为D1, D2, D3， 转子单相绕 组引出端用Z1和Z2表示， 如图 5 - 1
第5章 自整角机
5.1 自整角机的类型和用途
自整角机属于自动控制系统中的测位用微特电机。 测位用微特电机包括： 自整角机、 旋转变压器(下一 章讲)、 微型同步器、 编码器等七类。 自整角机若按 使用要求不同可分为力矩式自整角机和控制式自整角 机两大类。 若按结构、 原理的特点又将自整角机分为 控制式、 力矩式、 霍尔式、 多极式、 固态式、 无刷 式、 四线式等七种。 而前两种是自整角机的最常用运 行方式。
第5章 自整角机
图 5 - 1 自整角机电路图
第5章 自整角机
控制式自整角机的功用是作为角度和位置的检测 元件， 它可将机械角度转换为电信号或将角度的数字 量转变为电压模拟量， 而且精密程度较高， 误差范围 仅有3′～14′。 因此，控制式自整角机用于精密的闭环 控制的伺服系统中是很适宜的。
第5章 自整角机
第5章 自整角机
ZKF的转子绕组Z1, Z2端接交流电压Uj产生励磁磁通密 度， 故称之为励磁绕组； ZKB的转子绕组通过Z′1, Z′2 端输出感应电势， 故被称之为输出绕组。 图 5 - 11 的 自整角机的输出绕组为什么可以输出电势? 在什么条件 下可以输出电势? 为便于分析起见， ZKF的转子单相 绕 组 轴 线 相 对 定 子 D1 相 绕 组 轴 线 的 夹 角 用 θ1 表 示 ， ZKB的输出绕组轴线相对ZKB的定子D′1相绕组轴线的 夹角用θ2表示， 而且设图中的θ2>θ1。 以下通过分析 ZKF的转子励磁磁场及其定子电流产生的定子磁场就 能逐步搞清楚控制式自整角机的工作原理。
第5章 自整角机
图 5 - 7 隐极式自整角机的定子和转子
第5章 自整角机
5.3 控制式自整角机的工作原理
据前述， 自动控制系统中的自整角机运行时必须 是两个或两个以上组合使用。 以下我们以控制式自整 角机“ZKF”和“ZKB”成对运行为例来分析其工作原 理。 图 5 - 11 为它的工作原理电路图。 图中左边为自 整角机发送机(ZKF)， 右边为自整角机变压器(ZKB)。 ZKF和ZKB的定子绕组引线端D1, D2, D3和D′1, D′2, D′3 对应联接， 被称为同步绕组或整步绕组。
第5章 自整角机
5.2 自整角机的基本结构
自整角机的结构和一般旋转电机相似， 主要由定 子和转子两大部分组成。 定子铁心的内圆和转子铁心 的外圆之间存在有很小的气隙。 定子和转子也分别有 各自的电磁部分和机械部分。 自整角机的结构简图如 图 5 - 4 所示。 定子铁心是由冲有若干槽数的簿硅钢片 叠压而成， 图 5 - 5 表示定子铁心冲片。 图 5 - 6 表示 转子(有隐极和凸极两种)剖视图。 定子铁心槽内布置 有三相对称绕组， 转子铁心上布置有单相绕组。
过电流：
i f I fm sin t
(5 - 1)
第5章 自整角机
图 5 - 12 隐极转子励磁磁场分布
第5章 自整角机
图 5 - 13 隐极转子励磁磁场展开图及Bf(X)分布曲线
第5章 自整角机
图 5 - 14 励磁电流和磁通密度分布曲线
第5章 自整角机
单相基波脉振磁场(或磁密)的物理意义可归纳为如 下两点：
第5章 自整角机
图 5 - 11 控制式自整角机的原理电路图
第5章 自整角机
5.3.1 转子励磁绕组产生的脉振磁场及其作用
单相绕组通过单相交流电流， 在电机内部就会产 生一个脉振磁场， 这是一般交流电机的共性问题。
在这里结合自整角机的励磁磁场进行分析和讨论。
ZKF转子励磁绕组接通单相电压 U1后， 励磁绕组将流
力矩式自整角机的功用是直接达到转角随动的目 的， 即将机械角度变换为力矩输出， 但无力矩放大作 用， 接收误差稍大， 负载能力较差， 其静态误差范围 为 0.5°～2°。 因此， 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里。
第5章 自整角机
图 5 - 3 雷达俯仰角自动显示系统原理图