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一对力矩式自整角机题目(简要说明力矩式自整角

来源:www.xrdq.ne   时间:2023-01-02 00:24   点击:263  编辑:admin   手机版

1. 简要说明力矩式自整角接收机

其工作原理是由接收机发出讯号给舵机,经由电路板上的 IC驱动无核心马达开始转动,透过减速齿轮将动力传至摆臂,同时由位置检测器送回讯号,判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻,当舵机转动时电阻值也会随之改变,藉由检测电阻值便可知转动的角度。一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上,当电流流经线圈时便会产生磁场,与转子外围的磁铁产生排斥作用,进而产生转动的作用力。依据物理学原理,物体的转动惯量与质量成正比,因此要转动质量愈大的物体,所需的作用力也愈大。舵机为求转速快、耗电小,于是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体,形成一个重量极轻的无极中空转子,并将磁铁置於圆柱体内,这就是空心杯马达。船用舵机目前多用电液式,即液压设备由电动设备进行遥控操作,有两种类型:一种是往复柱塞式舵机,其原理是通过高低压油的转换而做功产生直线运动,并通过舵柄转换成旋转运动。这两类舵机的差别是:

1、往复柱塞式舵机以上舵承来承重舵系,下舵承来定位,舵柄的压入量仅几毫米;而转叶式舵机不需要上舵承,由舵机直接承重,但是在舵机平台需要考虑水密性,舵柄的压入量需几十毫米。

2、往复柱塞式舵机对尺寸的要求较大。往复柱塞式舵机可以向一舷偏转不到40°,转叶式舵机可达70°。

2. 力矩式自整角机输出特性

主电机都有以下几种● 控制电动机

1无刷直流电动机

无刷直流电机(BLDCM)是在有刷直流电动机的基础上发展来的,但它的驱动电流是不折不扣的交流;无刷直流电机又可以分为无刷速率电机和无刷力矩电机。一般地,无刷电机的驱动电流有两种,一种是梯形波(一般是“方波”),另一种是正弦波。有时候把前一种叫直流无刷电机,后一种叫交流伺服电机,确切地讲是交流伺服电动机的一种。

无刷直流电机为了减少转动惯量,通常采用“细长”的结构。无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的多,相应的转动惯量可以减少40%—50%左右。由于永磁材料的加工问题,致使无刷直流电机一般的容量都在100kW以下。

这种电动机的机械特性和调节特性的线性度好,调速范围广,寿命长,维护方便噪声小,不存在因电刷而引起的一系列问题,所以这种电动机在控制系统中有很大的应用潜力。

2 步进电动机

所谓步进电动机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构;更通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。我们可以通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量,从而达到精确定位的目的;同时还可以通过控制脉冲频率来控制电动机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。目前,比较常用的步进电动机包括反应式步进电动机(VR)、永磁式步进电动机(PM)、混合式步进电动机(HB)和单相式步进电动机等。

步进电动机和普通电动机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式,正是这个特点,步进电动机可以和现代的数字控制技术相结合。但步进电动机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统闭环控制的直流伺服电动机;所以主要应用在精度要求不是特别高的场合。由于步进电动机具有结构简单、可靠性高和成本低的特点,所以步进电动机广泛应用在生产实践的各个领域;尤其是在数控机床制造领域,由于步进电动机不需要A/D转换,能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移,所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。

除了在数控机床上的应用,步进电机也可以用在其他的机械上,比如作为自动送料机中的马达,作为通用的软盘驱动器的马达,也可以应用在打印机和绘图仪中。

此外,步进电动机也存在许多缺陷;由于步进电机存在空载启动频率,所以步进电机可以低速正常运转,但若高于一定速度时就无法启动,并伴有尖锐的啸叫声;不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大,细分数越大精度越难控制;并且,步进电机低速转动时有较大的振动和噪声。

3伺服电动机

伺服电动机广泛应用于各种控制系统中,能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量,拖动被控制元件,从而达到控制目的。

伺服电动机有直流和交流之分;最早的伺服电动机是一般的直流电动机,在控制精度不高的情况下,才采用一般的直流电机做伺服电动机。目前的直流伺服电动机从结构上讲,就是小功率的直流电动机,其励磁多采用电枢控制和磁场控制,但通常采用电枢控制。

旋转电机的分类,直流伺服电动机在机械特性上能够很好的满足控制系统的要求,但是由于换向器的存在,存在许多的不足:换向器与电刷之间易产生火花,干扰驱动器工作,不能应用在有可燃气体的场合;电刷和换向器存在摩擦,会产生较大的死区;结构复杂,维护比较困难。

交流伺服电动机本质上是一种两相异步电动机,其控制方法主要有三种:幅值控制、相位控制和幅相控制。

一般地,伺服电动机要求电动机的转速要受所加电压信号的控制;转速能够随着所加电压信号的变化而连续变化;电动机的反映要快、体积要小、控制功率要小。伺服电动机主要应用在各种运动控制系统中,尤其是随动系统。

4力矩电动机

所谓的力矩电动机是一种扁平型多极永磁直流电动机。其电枢有较多的槽数、换向片数和串联导体数,以降低转矩脉动和转速脉动。力矩电动机有直流力矩电动机和交流力矩电动机两种。

其中,直流力矩电动机的自感电抗很小,所以响应性很好;其输出力矩与输入电流成正比,与转子的速度和位置无关;它可以在接近堵转状态下直接和负载连接低速运行而不用齿轮减速,所以在负载的轴上能产生很高的力矩对惯性比,并能消除由于使用减速齿轮而产生的系统误差。

交流力矩电动机又可以分为同步和异步两种,目前常用的是鼠笼型异步力矩电动机,它具有低转速和大力矩的特点。一般地,在纺织工业中经常使用交流力矩电动机,其工作原理和结构和单相异步电动机的相同,但是由于鼠笼型转子的电阻较大,所以其机械特性较软。

5开关磁阻电动机

开关磁阻电动机是一种新型调速电动机,结构极其简单且坚固,成本低,调速性能优异,是传统控制电动机强有力竞争者,具有强大的市场潜力。

● 功率电动机

1 直流电动机

直流电动机是出现最早的电动机,大约在19世纪末,其大致可分为有换向器和无换向器两大类。直流电动机有较好的控制特性直流电动机在结构、价格、维护方面都不如交流电动机,但是由于交流电动机的调速控制问题一直未得到很好的解决方案,而直流电动机具有调速性能好、起动容易、能够载重起动等优点,所以目前直流电动机的应用仍然很广泛,尤其在可控硅直流电源出现以后。

2 异步电动机

异步电动机是基于气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩而实现能量转换的一种交流电机。异步电动机一般为系列产品,品种规格繁多,其在所有的电动机中应用最为广泛,需量最大;目前,在电力传动中大约有90%的机械使用交流异步电动机,所以,其用电量约占总电力负荷的一半以上。

异步电动机具有结构简单,制造、使用和维护方便,运行可靠以及质量较小,成本较低等优点。并且,异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性,从空载到满载范围内接近恒速运行,能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电动机主要广泛应用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重卷扬设备、矿山机械、轻工机械、农副产品加工机械等大多数工农生产机械以及家用电器和医疗器械等。

在异步电动机中较为常见的是单相异步电动机和三相异步电动机,其中三相异步电动机是异步电动机的主体。而单相异步电动机一般用于三相电源不方便的地方,大部分是微型和小容量的电机,在家用电器中应用比较多,例如电扇、电冰箱、空调、吸尘器等。

3 同步电动机

所谓同步电动机就是在交流电的驱动下,转子与定子的旋转磁场同步运行的电动机。同步电动机的定子和异步电动机的完全一样;但其转子有“凸极式”和“隐极式”两种。凸极式转子的同步电动机结构简单、制造方便,但是机械强度较低,适用于低速运行场合;隐极式同步电动机制造工艺复杂,但机械强度高,适用于高速运行场合。

同步电动机的工作特性与所有的电动机一样, 同步电动机也具有“可逆行”,即它能按发电机方式运行,也可以按电动机方式运行。

同步电动机主要用于大型机械,如鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机以及小型、微型仪器设备或者充当控制元件;其中三相同步电动机是其主体。此外,还可以当调相机使用,向电网输送电感性或者电容性无功功率。

●信号电机

1 位置信号电机

目前,最有代表性的位置信号电机:旋转变压器、感应同步器和自整角机。

旋转变压器本质上是可以随意改变一次绕组和二次绕组耦合程度的变压器。其结构和绕线式异步电动机相同,定子和转子各有两组相互垂直的分布绕组,转子绕组利用滑环和电刷与外电路联接。当一次绕组励磁以后,二次绕组的输出电压和转子的转角成正弦、余弦、线性或者其他函数关系,可以用于计算装置中的坐标变换和三角运算,还可以在控制系统中作为角度数据传输和移相器使用。

感应同步器是一种高精度的位置或角度检测元件,有圆盘式和直线式两种。圆盘式感应同步器用来测量转角位置;而直线式感应同步器用来测量线位移。

自整角机是一种感应式机电元件,被广泛地应用于随动系统中,作为角度传输、变换和指示的装置。在控制系统中经常两台或者多台联合使用,使机械上互不相连的两根或多根轴能够自动地保持相同的转角变化,或者同步旋转。

2 速度信号电机

最有代表性的速度信号电机是测速发电机,其实质上是一种将转速变换为电信号的机电磁元件,其输出电压与转速成正比。从工作原理上讲,它属于“发电机”的范畴。测速发电机在控制系统中主要作为阻尼元件、微分元件、积分元件和测速元件来使用。

测速发电机有直流和交流之分;而直流测速发电机又有他励和永磁之分,其结构和工作原理与小功率直流发电机相同,通常输出功率较小,作为计算元件时要求其输出电压的线性误差和温度误差低于一个上限。而交流测速发电机又有同步和异步之分;同步测速发电机包括:永磁式、感应式和脉冲式;异步测速发电机应用最广泛的是杯型转子异步测速发电机。

为了提高测速发电机的精确度和可靠性,目前,直流测速发电机出现了无刷结构的霍尔效应直流测速发电机。因为这种霍尔效应无刷直流测速发电机是一种无齿槽、无绕组的电机,所以它不会产生由于齿槽而存在的“齿槽谐波电势”,这种电机结构简单,便于小型化。

3. 力矩式自整角机的静态误差

扭矩系数,是一个总的概念,不同的物体有着不同的扭矩系数,举个例子,螺栓的扭矩系数K宏观上直接反映螺栓拧紧过程中的扭矩与轴力之间的系数,它不仅取决于摩擦面的摩擦系数,还取决于螺纹连接副的几何状况。

对特定的理想的螺纹连接副而言,当摩擦系数确定后,扭矩系数也就确定了,但实际的螺纹连接不可避免地存在制造误差,有时甚至存在螺纹有碰伤、锈蚀等缺陷,此时,即使一批螺栓连接副的摩擦系数保持恒定,其扭矩系数也将不可避免地存在一定的散差。

而并非与摩擦相对应的某一常数。

在极端情况下,当发生干涉时,尽管拧紧扭矩足够大,螺栓轴力可能很小。

通常情况下,根据螺纹连接方式、表面摩擦条件以及螺纹制造质量的不同,K值在0.100----0.450范围内变化。扭矩与螺栓预拉力存在着以下关系:M=KNd。必须给出准确的扭矩系数K值,才能确定施工扭矩M值,进而才能保证螺栓准确地达到设计预拉力N值。

4. 一对力矩式自整角机如图5-24所示,画出接收机转子

控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。最后,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理,知道它的控制原理就够了。

就象我们使用晶体管一样,知道可以拿它来做开关管或放大管就行了,至于管内的电子具体怎么流动是可以完全不用去考虑的。

5. 简要说明力矩式自整角接收机的作用

一般来说,无人机有飞行器机架、飞行控制系统、推进系统、遥控器、遥控信号接收器和云台相机等6大构成部分。

1. 飞行器机架

飞行器机架的大小,取决于桨翼的尺寸及电机(马达/马达)的体积:桨翼愈长,马达愈大,机架大小便会随之而增加。机架一般采用轻物料制造为主,以减轻无人机的负载量。

2. 飞行控制系统

飞行控制系统,简称飞控,一般会内置控制器、陀螺仪、加速度计和气压计等传感器。无人机便是依靠这些传感器来稳定机体,再配合GPS及气压计数据,便可把无人机锁定在指定的位置及高度。

3. 推进系统

无人机的推动系统主要由桨翼和马达所组成。当桨翼旋转时,便可以产生反作用力来带动机体飞行。系统内设有电调控制器,用于调节马达的转速。

4. 遥控器

让航拍玩家透过远程控制技术来操控无人机的飞行动作。

5. 遥控信号接收器

主要作用是让飞行器接收由遥控器发出的遥控指令信号。4轴无人机起码要有4条频道来传送信号,以便分别控制前后左右4组旋轴和马达。

6. 云台相机

云台是整个航拍系统中最重要的部件,航拍视频的画面是否稳定,便全要看云台的表现如何。云台一般会内置有两组电机,分别负责云台的上下摆动和左右摇动,让架设在云台上的摄像机可维持旋转轴不变,令航拍画面不会因飞行器震动而晃动起来。

3.无人机飞行原理是什么?

以直升机为例,根据牛顿第三定律,旋翼在旋转的同时,也会同时向电机施加一个反作用力(反扭矩),促使电机向反方向旋转。现在的直升机都会带一个小尾巴,在水平方向上施加一个力,去抵消这种反作用力,保持直升机机身的稳定。

同理,四旋翼飞行器的螺旋桨也会产生这样的力。在四旋翼飞机的四个螺旋桨中,相邻的两个螺旋桨旋转方向是相反的,以避免飞机疯狂自旋。

6. 力矩式自整角机发送机和接收机的关系为

这台车是否在这个故障码出现之前,是否进行过变速箱维修?把变速箱抬下来检查一下是否有明显的损坏,看看耦合器套子是否磨损

7. 力矩式自整角机的励磁绕组接

励磁:生成磁场

直流电动机中一般有两套绕组:励磁绕组和电枢绕组,励磁绕组产生磁场,电枢绕组产生力矩。

励磁绕组和电枢绕组之间的连接关系就形成他励、并励、串励、复励四种励磁方式。

这4种电动机分类是根据它们产生磁场的方式不同,这是由于它们产生磁场的线圈联入电路的方式不同引起的,所以励磁应该是产生磁场的意思,比如励磁线圈是产生磁场的线圈,励磁方式是产生磁场的方式。

8. 简要说明力矩式自整角接收机中的整步转矩是怎样产生的

一,当频率相等、初相位一致、电压不相等时两台发电机并车瞬间将在两机组间产生一个无功性质的环流、对两台发电机起到均压作用。由于发电机在并车瞬间呈现很小的等值电抗,因此当电压差较大时,合闸瞬间会产生很大的冲击电流,对两台发电机和电力系统均不利。巨大的冲击电流产生的冲击电动力,会损伤发电机电枢绕组、主开关触头,使汇流排变形等。一般并车操作时,电压差△U不得超过额定电压的10%。

二,待并机组与运行机组电压相等、频率相等,但初相位不同

两台发电机并车瞬间在待并机主开关的动、静触头间会有一电压差,在两机组间会出现滞后电压差90°的环流,此时的环流不再是纯无功性质。把环流有功和无功分解,得到有功分量环流的和无功分量的环流,在有功环流的作用下,一台减速而另一台加速,最终使得并联运行的两台发电机达到相位一致而进入同步运行。环流的有功分量对应的功率称为整步功率,其中超前的发电机输出整步功率,滞后的发电机吸收整步功率。整步功率对应的整步转矩,对于超前发电机而言是阻转矩,使转速下降,对于滞后发电机而言是驱动转矩,使转速上升,最终将两机拉入同相位同步运行。该过程称为“牵入同步”过程。无功性质的环流、对两台发电机起到均压作用。为了减少冲击电流,一般并车操作时要求相位差小于△S15°。

三,待并机与运行机电压相等,初相位相同,但频率不相等时并车。

在合闸瞬间不会出现电压差,也就没有环流。但由于频率不相等,随时间后移,就会出现相位差,只要相位差一出现,环流就随之产生,即出现整步转矩,一台减速而另一台加速。只要频率差不大,最终依靠整步转矩都能“牵入同步”。若频差Δf太大,往往难以拉入同步,同时合闸后环流也不断增大,对发电机和电力系统都不利,应避免这种情况的发生。通常在并车操作时要求频差△f小于0.5 Hz,以0.25 Hz最好。

9. 简要说明力矩式自整角机的工作原理

舵机,应该是自整角机,无刷是方波伺服电机,一般说的伺服电机是正弦波伺服电机,直流电机一般用在低速大扭矩场合,步进功率小,一般用来定位

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