高精度自整角機的橫軸補償
楊桂華 （東方電氣集團）
【摘 要】在分析影響自整角機精度主要因素的基礎(chǔ)上，提出補償橫軸磁通的理論分析和補償方法。通過調(diào)整、選擇合適的橫軸參數(shù)，可獲得高精度的自整角機。試驗表明·又中所述方法對提高自整角機的精度效果顯著。
【敘 詞】自整角機／橫軸磁通補償精度
1引言
自整角機在自動控制系統(tǒng)中廣泛用于數(shù)據(jù)傳輸和角度檢測，如檢測飛機飛行的高度、傳遞彈道系統(tǒng)中彈道的方位、數(shù)據(jù)、艦船航行方位以及民用自動控制系統(tǒng)中水位、加工件的工位等。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，對這種控制元件要求越來越高。技術(shù)指標直接影響著系統(tǒng)的性能，因此提高自整角機的精度是一直努力追求的目標。由于設(shè)計、制造工藝的限制，產(chǎn)生各種電磁不對稱現(xiàn)象，使得精度的提高受到限制。本文在分析影響自整角機精度的主要原因基礎(chǔ)上，著重提出補償橫軸磁通，即調(diào)整和控制橫軸參數(shù)提高其精度．并給出其計算公式、有關(guān)曲線及試驗結(jié)果。分析表明，橫軸參數(shù)不僅影響力矩式自整角機的特性，而且對控制式自整危機的精度函數(shù)亦有顯著影響。
2影響精確度的主要因素
產(chǎn)生電磁不對彌的主要因素及其影響。列于表l中。
3補償橫軸磁通的分析
在自整角機中，除了通常的電磁耦合外，在與主磁通軸線正交的橫軸方向上由于電磁不對稱還存在電磁耦合，引起橫軸磁通，從而造成角誤差和零位電壓，可用精度函數(shù)這一概念表示其特性：
式中un——自整角機在零位時的輸出電壓
umax一—轉(zhuǎn)子相對于零位轉(zhuǎn)過90度時的****輸出電壓
式(1)由于un與umax相位相差90度因此其比值為一復(fù)數(shù)。它包含兩部分，實數(shù)σn代表自整角機的角誤差（同相分量），虛數(shù)ρn為零位電壓（正交分量）。在理想狀態(tài)下，沿任意方向的軸線上，電和磁都應(yīng)完全對稱，因此，精度函數(shù)口n中既不產(chǎn)生同相分量的角誤差a，也不產(chǎn)生正交分量的零位電壓陽。為了減小表1中各種電磁不對稱因素帶來的影響，引入橫軸互感阻抗的概念。由自整角機等值電路可得到它在零位時的輸出電壓與****輸出電壓之比的表達式(1)，用縱橫軸的電磁參數(shù)表示為：
該式是復(fù)數(shù)阻抗表示的電壓之比的關(guān)系式，其實數(shù)部分代表電壓之比的同相分量或水平分量，可表示為：
可知，復(fù)數(shù)an與定轉(zhuǎn)子之間的橫軸互感阻抗及同步繞組之間的互感阻抗有關(guān)，其中角誤差σn與互感電抗有關(guān)，而零位電壓ρn與互感電阻有關(guān)。顯然互感阻抗與電機回路的各阻抗參數(shù)有關(guān)，因此可利用這一特性，注意選擇合適的阻抗參數(shù)（主要是橫軸參數(shù)）補償橫軸磁通。
式中f-發(fā)送機
b-變壓器
r-轉(zhuǎn)子
q-橫軸
d-縱軸
——發(fā)送機轉(zhuǎn)子、變壓器轉(zhuǎn)子的橫軸互感電抗及橫軸互感電阻，
——變壓器縱軸與橫軸的互感電抗、電阻
3.1橫軸磁通補償
在與原方繞組垂直的橫軸位置上設(shè)置一個正交短路線圈（見圖1）。線圈的電阻、電抗分別為rk、xk。
對于非理想自整角機，假設(shè)存在有橫軸磁通φq，由于阻抗壓降及鐵心的非線性因素等，使φq與主磁通幽之間有時間相位差ψ。橫軸磁通φ
q通過橫軸互感阻抗在短路的補償線圈中感應(yīng)電勢ek，并相
