旋转变压器原理及应用
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旋转变压器的工作原理
旋转变压器是一种基于电磁感应原理工作的装置,其工作原理可以简述如下:
1. 旋转磁场产生:旋转变压器由一个固定的铁心和一个旋转的线圈组成。
当线圈通电时,会在铁心中产生一个旋转的磁场。
2. 磁场感应:当旋转的磁场穿过铁心时,会感应出另一个线圈中的电压。
这是因为磁场的变化会产生电场,电场的变化又会产生感应电势。
3. 转换与输出:通过改变旋转线圈的绕组和铁心的结构,可以实现输入输出电压的变换。
当输入电压施加在旋转线圈上时,输出线圈中就会有电压产生。
4. 控制与调节:通过调整旋转线圈的转速和输入电压的幅值,可以实现对输出电压的控制和调节。
这样就可以满足不同负载的需求。
总的来说,旋转变压器利用磁场的转动和电磁感应的原理,将输入电压转化为输出电压,并通过控制输入电压和转速来实现电压的控制与调节。
它在工业生产和能量传输中有着广泛的应用。
旋转变压器简介旋转变压器是一种通过旋转方式来变换电压或电流的设备。
它由两个或更多个线圈、磁心和传动系统组成。
其中一个线圈被称为主线圈,另一个线圈则被称为辅助线圈或电感传感器。
工作原理当旋转变压器旋转时,主线圈和辅助线圈之间的磁通量会引起感应电动势。
通过改变辅助线圈上连接的电阻或电容的数值,可以调整旋转变压器的电压或电流输出。
旋转变压器也可以用于测量和控制电流和电压。
在电力系统中,旋转变压器通常被用来调节并稳定电压,以确保电力网络的稳定运行。
应用领域旋转变压器被广泛用于以下领域:1. 飞机模拟器在飞机模拟器中,旋转变压器通常被用于控制飞机的移动和飞行状态,如舵面和发动机的控制。
2. 机器人技术在机器人技术中,旋转变压器被用于控制机器人的运动和姿态;同时,它还可以检测机器人的位置和速度。
3. 电力系统在电力系统中,旋转变压器通常被用于控制电力网络中的电压和电流,以及保护和监测电力设备。
4. 工业自动化在工业自动化中,旋转变压器通常被用于控制电动机和其他工业设备的运动和速度。
5. 医疗设备在医疗设备中,旋转变压器通常被用于控制医疗仪器的动作和位置。
优点和缺点与传统的固定变压器相比,旋转变压器有以下优点:•可以增加输出电压或电流;•可以根据需要调节电压或电流输出;•可以提高电力系统的效率和稳定性;•适用于各种场合,非常灵活。
缺点是:•价格较高;•机械部件容易损坏。
总结旋转变压器是一种用于变换电压或电流的设备,它可以广泛应用于飞机模拟器、机器人技术、电力系统、工业自动化和医疗设备等领域。
虽然它具有许多优点,但也存在一些缺点。
因此,在选择旋转变压器时,需要综合考虑其应用环境、预算和性能需求。
电机中旋转变压器的作用电机是现代工业生产中不可或缺的重要设备之一,它通过电能转换为机械能,驱动各种机械设备运转。
而在电机中,旋转变压器扮演着重要的角色,它起到了调节电压的作用,确保电机的正常运行。
旋转变压器是一种特殊的变压器,它的主要特点是可以旋转。
通常,电机中的旋转变压器由固定部分和旋转部分组成。
固定部分安装在电机的定子上,而旋转部分则连接在电机的转子上。
当电机运转时,旋转部分也会随之旋转。
旋转变压器的作用主要体现在以下几个方面:1. 电压调节:电机在运行过程中,需要不同电压的供电。
旋转变压器通过调节变压器的绕组比例,可以实现不同电压的输出。
这样,无论是在启动电机时还是在正常运行时,都能根据需要提供合适的电压,确保电机的正常工作。
2. 电流控制:电机在运行过程中,电流的大小会不断变化。
旋转变压器可以通过调节变压器的绕组数目,控制电流的大小。
这样,旋转变压器可以根据电机的负载情况,调整输出电流,保持电机的稳定运行。
3. 电能传递:旋转变压器作为电机的核心部件之一,起到了电能传递的作用。
它将电源提供的电能转换为适合电机运行的电压和电流,并通过转子传递给电机的负载。
这样,旋转变压器保证了电机能够高效地利用电能,实现机械能的输出。
旋转变压器在电机中起到了电压调节、电流控制和电能传递的重要作用。
它能够根据电机的需求,提供合适的电压和电流,保证电机的正常工作。
同时,旋转变压器的旋转特性使得它能够随着电机的旋转而灵活调整输出,适应不同工作状态。
正是因为旋转变压器的存在,电机才能够高效、稳定地运行,为各行各业的生产提供动力支持。
虽然旋转变压器在电机中起到了重要的作用,但它并不是万能的。
在实际应用中,还需要根据具体的电机需求,选择合适的旋转变压器。
同时,对旋转变压器的维护和保养也非常重要,以确保其正常工作。
只有充分发挥旋转变压器的作用,才能提高电机的效率,延长电机的使用寿命。
电机中的旋转变压器在电压调节、电流控制和电能传递等方面起到了重要作用。
旋转变压器的原理和应用1. 引言旋转变压器是一种重要的电力设备,用于在电力系统中进行电压转换和分配。
它通过电磁感应原理,将输入端的交流电压转换成不同电压等级的输出端电压。
在本文中,我们将介绍旋转变压器的工作原理以及其在实际应用中的重要性。
2. 工作原理旋转变压器的工作原理基于电磁感应和法拉第电磁感应定律。
它由一个固定线圈(称为励磁线圈)和一个可旋转线圈(称为扼流器)组成。
2.1 励磁线圈励磁线圈由直流电源提供电流,产生一个恒定的磁场。
这个磁场会通过磁感应将旋转线圈中的磁通量改变。
2.2 扼流器扼流器是一个绕在铁芯上的线圈,可以围绕固定线圈旋转。
当励磁线圈中的磁通量改变时,它会感应出扼流器上的电动势,从而在扼流器上产生感应电流。
2.3 电磁感应当扼流器上的感应电流通过旋转线圈时,根据法拉第电磁感应定律,感应电流会在旋转线圈上产生一个磁场。
这个磁场与励磁线圈的磁场相互作用,从而在旋转线圈上产生一个电动势。
2.4 变压通过合理设置励磁线圈和旋转线圈的匝数,可以将输入端的电压转换成不同电压等级的输出端电压。
变压比即为励磁线圈匝数与旋转线圈匝数之比。
3. 应用旋转变压器在电力系统中有着广泛的应用。
下面列举了几个常见的应用领域:3.1 发电厂在发电厂中,旋转变压器被用于将发电机产生的电压升压到输电线路所需的高电压等级。
由于发电机输出的低电压不适用于长距离输电,旋转变压器的使用可以有效减少输电损耗。
3.2 输电系统输电系统中的旋转变压器被用来进行电压的升降。
在长距离输电中,高电压输电可以减少电流,降低输电损耗。
同时,在城市电网中,变压器用于将高压输电线路的电压降低到适合家庭和工业用户的电压等级。
3.3 电力系统调整电力系统调整是电力系统运行中的重要环节。
旋转变压器可以被用于在电力系统中调整电压、控制功率流动,以及平衡负载。
它们提供了更大的灵活性,使得电力系统能够适应不同的负荷需求。
3.4 实验室用途旋转变压器在电力实验室中也有着重要的应用。
简述旋转变压器的工作原理
旋转变压器是一种特殊的变压器,它通过改变通过变压器绕组中通电的磁场强度而实现变压的。
旋转变压器的特点是其变压比可以由旋转的定子线构成的构型,而不用更改变压器的构造来改变变压比。
另外,旋转变压器可能有一个定子绕组和多个旋转的定子绕组,它们在整个变压过程中都是不改变构造的。
旋转变压器有两个变压绕组,它们分别位于变压器的定子部分和机壳中。
当外部源供电给变压器的定子绕组时,定子绕组中产生的磁场将电磁感应作用到变压器的旋转绕组,导致相应的电流通过定子绕组和旋转绕组,从而变压器完成变压作用。
此外,旋转变压器也可以采用具有多种初始构造的绕组,以便实现不同变压比的变压效果。
另外,旋转变压器也可以根据需要更改最终的变压比。
旋转变压器具有操作简单、体积小、重量轻、变压比高、效率高等优点,因此在一些特殊场合中,它的使用是非常普遍的。
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旋转变压器原理旋转变压器是一种常见的电力变压器,它通过旋转磁场的原理来实现电压的变换。
在旋转变压器中,有两个或多个线圈,它们分别被称为初级线圈和次级线圈。
当交流电流通过初级线圈时,会产生一个旋转的磁场,这个磁场会感应到次级线圈中,从而产生次级电压。
在本文中,我们将详细介绍旋转变压器的工作原理和应用。
旋转变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律和电磁感应的原理。
当交流电流通过初级线圈时,会产生一个交变磁场。
这个交变磁场会穿过次级线圈,从而在次级线圈中感应出电动势,从而产生次级电流。
由于初级线圈和次级线圈的匝数不同,根据变压器的匝数比公式,我们可以得到初级电压和次级电压之间的关系。
旋转变压器广泛应用于各种电力系统中,例如发电厂、变电站、工业生产等领域。
它可以实现电压的升降,从而适应不同电气设备的要求。
同时,旋转变压器还可以实现电能的传输和分配,保证电力系统的正常运行。
除了在电力系统中的应用,旋转变压器还被广泛应用于变频器和电机控制系统中。
在变频器中,旋转变压器可以实现电压和频率的调节,从而实现对电机转速的精确控制。
在电机控制系统中,旋转变压器可以实现对电机的启动和调速,提高电机的效率和性能。
在实际工程中,旋转变压器的设计和制造需要考虑很多因素,例如磁路设计、线圈匝数、绝缘材料、冷却方式等。
这些因素对变压器的性能和可靠性都有很大影响。
因此,旋转变压器的设计和制造需要综合考虑电磁学、材料学、热学等多个学科的知识,确保变压器的性能和可靠性。
总之,旋转变压器是一种重要的电力变压器,它通过旋转磁场的原理来实现电压的变换。
它在电力系统、变频器、电机控制系统等领域都有重要的应用。
在未来的发展中,随着电力系统的智能化和高效化要求,旋转变压器将会发挥越来越重要的作用。
旋转变压器的工作原理及应用旋转变压器的工作原理及应用旋转变压器又称分解器,是一种控制用的微电机,它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号的一种间接测量装置。
在结构上与二相线绕式异步电动机相似,由定子和转子组成。
定子绕组为变压器的原边,转子绕组为变压器的副边。
激磁电压接到转子绕组上,感应电动势由定子绕组输出。
常用的激磁频率为400Hz,500Hz,1000Hz和5000Hz。
旋转变压器结构简单,动作灵敏,对环境无特殊要求,维护方便,输出信号幅度大,抗干扰性强,工作可靠。
因此,在数控机床上广泛应用。
通常应用的旋转变压器为二极旋转变压器,其定子和转子绕组中各有互相垂直的两个绕组。
另外,还有一种多极旋转变压器。
也可以把一个极对数少的和一个极对数多的两种旋转变压器做在一个磁路上,装在一个机壳内,构成“粗测”和“精测”电气变速双通道检测装置,用于高精度检测系统和同步系统。
什么是旋转变压器以及应用方式什么是旋转变压器以及应用方式旋转变压器又称分解器,是一种控制用的微电机,它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号的一种间接测量装置。
在结构上与二相线绕式异步电动机相似,由定子和转子组成。
定子绕组为变压器的原边,转子绕组为变压器的副边。
激磁电压接到转子绕组上,感应电动势由定子绕组输出。
常用的激磁频率为400Hz,500Hz,1000Hz和5000Hz。
旋转变压器结构简单,动作灵敏,对环境无特殊要求,维护方便,输出信号幅度大,抗干扰性强,工作可靠。
因此,在数控机床上广泛应用。
通常应用的旋转变压器为二极旋转变压器,其定子和转子绕组中各有互相垂直的两个绕组。
另外,还有一种多极旋转变压器。
也可以把一个极对数少的和一个极对数多的两种旋转变压器做在一个磁路上,装在一个机壳内,构成“粗测”和“精测”电气变速双通道检测装置,用于高精度检测系统和同步系统。
旋转变压器的应用旋转变压器作为位置检测装置有两种应用方式:鉴相方式和鉴幅方式。
旋转变压器的组成及工作原理
旋转变压器是一种将电能转换为机械能的装置,由固定线圈和旋转线圈组成。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律。
旋转变压器的组成包括:
1. 固定线圈:由若干匝绕组组成,通过外部电源输送电流。
它是固定不动的部分。
2. 旋转线圈:通常位于固定线圈的中央,通过轴承连接到旋转部分。
旋转线圈是由若干匝绕组组成的线圈,它会旋转。
3. 磁场:固定线圈和旋转线圈中通电产生的电流会生成磁场。
该磁场通过铁芯传导。
工作原理如下:
1. 当固定线圈通电时,产生一个磁场。
这个磁场会穿过旋转线圈并产生感应电动势。
2. 旋转线圈在磁场的作用下,会受到扭矩的作用而旋转。
3. 当旋转线圈转动时,它会在电枢上生成感应电流。
该电流通过外部负载,从而将电能转换为机械能。
4. 旋转线圈的转动使固定线圈中的磁场也发生变化,从而使感应电流在固定线圈中产生。
旋转变压器可以通过调整固定线圈和旋转线圈的匝数比例来达到变压效果。
根据不同的应用需求,可以设计不同的匝数比例,以实现所需的输出电压。
旋转变压器的工作原理及应用
旋转变压器是一种用来改变交流电压大小的装置,其工作原理基于电磁感应定律。
在旋转变压器中,有两个或以上的线圈分别绕在磁性材料的铁芯上,当一个线圈中通有交流电流时,会产生一个交变磁场,从而诱导出另一个线圈中的感应电流,实现电压的变换。
工作原理:
一个最简单的旋转变压器包含两个线圈,分别称为原线圈和副线圈。
当原线圈
通有交流电流时,产生的交变磁场在副线圈内诱导出感应电动势,从而在副线圈中产生电流。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与原线圈中的电流变化率有关,因此可以通过改变原线圈的匝数比例,实现不同电压的输出。
应用:
旋转变压器在电力系统中有着广泛的应用,主要用于电压的升降变换。
具体应
用包括:
•电力传输:通过将输电线路连接到旋转变压器,可以实现长距离电力传输中的电压升降。
•电力配电:在变电站中使用旋转变压器将高压电网中的电压降低为适合用户使用的低压电压。
•实验室和工业应用:在实验室和工业领域,旋转变压器可用于提供各种电压和电流值,满足不同设备的电力需求。
•电子设备:一些电子设备需要不同的电压供应,通过旋转变压器可以满足这种需求。
总的来说,旋转变压器在电力系统和电子设备中起着至关重要的作用,通过其
灵活的电压变换功能,为不同场景下的电力需求提供了解决方案。
旋转变压器原理及应用旋转变压器原理及应用旋转变压器原理及应用上海赢双电机有限公司曲家骐⒈概述⒈⒈ 旋转变压器的发展旋转变压器用于运动伺服控制系统中,作为角度位置的传感和测量用。
早期的旋转变压器用于计算解答装置中,作为模拟计算机中的主要组成部分之一。
其输出,是随转子转角作某种函数变化的电气信号,通常是正弦、余弦、线性等。
这些函数是最常见的,也是容易实现的。
在对绕组做专门设计时,也可产生某些特殊函数的电气输出。
但这样的函数只用于特殊的场合,不是通用的。
60年代起,旋转变压器逐渐用于伺服系统,作为角度信号的产生和检测元件。
三线的三相的自整角机,早于四线的两相旋转变压器应用于系统中。
所以作为角度信号传输的旋转变压器,有时被称作四线自整角机。
随着电子技术和数字计算技术的发展,数字式计算机早已代替了模拟式计算机。
所以实际上,旋转变压器目前主要是用于角度位置伺服控制系统中。
由于两相的旋转变压器比自整角机更容易提高精度,所以旋转变压器应用的更广泛。
特别是,在高精度的双通道、双速系统中,广泛应用的多极电气元件,原来采用的是多极自整角机,现在基本上都是采用多极旋转变压器。
旋转变压器是目前国内的专业名称,简称“旋变”。
俄文里称作“Вращающийся Трансформатор” ,词义就是“旋转变压器”。
英文名字叫“resolver”,根据词义,有人把它称作为“解算器”或“分解器”。
作为角度位置传感元件,常用的有这样几种:光学编码器、磁性编码器和旋转变压器。
由于制作和精度的缘故,磁性编码器没有其他两种普及。
光学编码器的输出信号是脉冲,由于是天然的数字量,数据处理比较方便,因而得到了很好的应用。
早期的旋转变压器,由于信号处理电路比较复杂,价格比较贵的原因,应用受到了限制。
因为旋转变压器具有无可比拟的可靠性,以及具有足够高的精度,在许多场合有着不可代替的地位,特别是在军事以及航天、航空、航海等方面。
随着电子工业的发展,电子元器件集成化程度的提高,元器件的价格大大下降;另外,信号处理技术的进步,旋转变压器的信号处理电路变得简单、可靠,价格也大大下降。
旋转变压器电机绕线式磁阻式原理标题:了解旋转变压器、电机绕线式和磁阻式的原理引言:旋转变压器、电机绕线式和磁阻式是现代电气工程中常见的设备类型,它们在能源转换和电动机驱动领域扮演着重要的角色。
本文将深入探讨这些设备的原理和工作原理,帮助读者更好地理解它们在电力系统和工业自动化中的应用。
一、旋转变压器的原理1. 旋转变压器的定义与作用旋转变压器是一种能在旋转部件上同时将电压和电流转换的设备,常用于电力系统的变压器站。
2. 旋转变压器的结构详细介绍了旋转变压器的结构,包括固定部分和旋转部分,以及与其相关的组件。
3. 旋转变压器的工作原理解释了旋转变压器的工作原理,包括定子绕组、转子绕组和铁心结构等关键要素。
4. 旋转变压器的应用领域探讨了旋转变压器在电力系统中的应用,如电力传输、变电站和电动机驱动等。
二、电机绕线式的原理1. 电机绕线式的定义与功能介绍了电机绕线式的基本概念和作用,它是电动机中将电能转化为机械能的重要组成部分。
2. 电机绕线式的结构详细解释了电机绕线式的结构和组成,包括定子线圈、转子和磁场等要素。
3. 电机绕线式的工作原理探讨了电机绕线式的工作原理,包括电流与磁场的相互作用和力矩转换等关键过程。
4. 电机绕线式的应用领域讨论了电机绕线式在不同领域中的应用,如家用电器、工业驱动和机械传动等。
三、磁阻式的原理1. 磁阻式的定义与特点简要介绍了磁阻式的定义和特点,磁阻式是一种基于磁阻变化实现能量转换的设备。
2. 磁阻式的结构解释了磁阻式的结构,包括定子和转子磁阻等关键部件。
3. 磁阻式的工作原理探究了磁阻式的工作原理,包括磁场的调节和磁阻变化对电能转换的影响等核心机制。
4. 磁阻式的应用领域讨论了磁阻式的应用领域,如传感技术、磁阻传动和磁阻传感器等应用案例。
结论:通过本文的介绍,我们了解了旋转变压器、电机绕线式和磁阻式设备的基本原理和特点。
旋转变压器在电力系统中起到了能量转换和电压调节的关键作用,电机绕线式是电动机的核心组件,负责将电能转化为机械能,而磁阻式则是一种新兴的能量转换装置,应用于传感技术和磁阻传动。
旋转变压器的工作原理及作用嘿,恁问旋转变压器啥工作原理和有啥作用啊?这事儿咱得好好唠唠。
先说这工作原理哈。
旋转变压器呢,就跟个小魔法师似的。
它主要是靠电磁感应来干活儿。
里面有两个部分,一个叫定子,一个叫转子。
定子就像个老大哥,稳稳地在那儿。
转子呢,就像个调皮的小弟弟,能转来转去。
当电流通过定子的时候,就会产生磁场。
这转子在磁场里一转,就会感应出不同的电压和电流。
就跟两个人在那儿传话似的,通过磁场来传递信号。
再说说它的作用。
这旋转变压器作用可大咧。
一个作用就是能测量角度。
比如说在一些机器人啊、数控机床啊这些地方,得知道某个部件转了多少角度。
这旋转变压器就能准确地测出来,就像个小指南针似的,告诉你转到啥位置了。
还能用来控制速度。
通过测量转子的转速,就能知道机器转得快还是慢。
要是转得太快了,就可以让它慢一点;转得太慢了,就加点油让它快起来。
就跟开车似的,得控制好速度。
另外呢,旋转变压器还挺可靠。
不像有些东西,容易坏。
它能在一些恶劣的环境下工作,比如高温啊、低温啊、潮湿啊这些地方。
就像个小战士似的,不怕困难。
俺们厂有个机器,以前总是不知道转了多少角度,控制不好速度。
后来装了个旋转变压器,嘿,问题全解决了。
机器干活儿更精准了,效率也提高了不少。
大家都夸这旋转变压器好用。
咱要是碰到需要测量角度、控制速度的地方,就可以考虑用旋转变压器。
别小瞧了这个小东西,它的作用可大着呢。
反正啊,旋转变压器的工作原理不难懂,作用也不少,咱得好好利用起来。
要不,白瞎了这么好的玩意儿。
旋转变压器原理旋转变压器原理是一种通过旋转磁场来实现变压作用的电力传输装置。
它由定子、转子和磁场系统组成。
定子是旋转变压器中的固定部分,通常由铁心和绕组构成。
铁心通常由高导磁率的材料制成,能够有效地集中和导引磁场。
绕组则是由导线绕制而成,用于产生电磁场。
转子是旋转变压器中的活动部分,通常由磁铁和轴承构成。
磁铁通常由高磁导率的磁性材料制成,可以产生强磁场。
轴承用于支撑和保持转子的旋转运动。
磁场系统是旋转变压器中的核心部分,通常由定子磁场和转子磁场构成。
定子磁场是绕组中通过电流所产生的磁场,通常是由外部电源提供的。
转子磁场是磁铁所产生的磁场,通常是由转子的旋转运动带动的。
旋转变压器的工作原理是通过转子的旋转运动来改变磁场的相对位置,进而改变磁通量的分布。
当定子和转子的磁场产生相对运动时,会在绕组中产生感应电动势,从而实现电能的转换和传输。
具体来说,当磁场通过绕组时,会引起绕组中的导线中电子的运动。
根据法拉第电磁感应定律,导线中的移动电荷会产生感应电流。
这些感应电流会在绕组中形成一个新的磁场,与原有的磁场叠加在一起。
由于转子的旋转运动,原有的磁场和新产生的磁场的相对位置会发生改变。
这种相对位置的改变会导致磁通量的分布发生变化,进而改变绕组中的感应电动势。
通过旋转变压器的工作原理,可以实现电压的升降变换。
当定子和转子的磁场的极性一致时,会使绕组中的感应电动势增加,从而实现电压的升压作用。
相反,当定子和转子的磁场的极性相反时,会使绕组中的感应电动势减小,从而实现电压的降压作用。
总的来说,旋转变压器是一种利用旋转磁场来实现电压升降变换的电力传输装置。
其工作原理是通过改变磁场的相对位置来改变磁通量的分布,进而实现对电能的转换和传输。
旋转变压器原理及应用上海赢双电机有限公司曲家骐⒈概述⒈⒈旋转变压器的发展旋转变压器用于运动伺服控制系统中,作为角度位置的传感和测量用。
早期的旋转变压器用于计算解答装置中,作为模拟计算机中的主要组成部分之一。
其输出,是随转子转角作某种函数变化的电气信号,通常是正弦、余弦、线性等。
这些函数是最常见的,也是容易实现的。
在对绕组做专门设计时,也可产生某些特殊函数的电气输出。
但这样的函数只用于特殊的场合,不是通用的。
60年代起,旋转变压器逐渐用于伺服系统,作为角度信号的产生和检测元件。
三线的三相的自整角机,早于四线的两相旋转变压器应用于系统中。
所以作为角度信号传输的旋转变压器,有时被称作四线自整角机。
随着电子技术和数字计算技术的发展,数字式计算机早已代替了模拟式计算机。
所以实际上,旋转变压器目前主要是用于角度位置伺服控制系统中。
由于两相的旋转变压器比自整角机更容易提高精度,所以旋转变压器应用的更广泛。
特别是,在高精度的双通道、双速系统中,广泛应用的多极电气元件,原来采用的是多极自整角机,现在基本上都是采用多极旋转变压器。
旋转变压器是目前国内的专业名称,简称“旋变”。
俄文里称作“ВращающийсяТрансформатор” ,词义就是“旋转变压器”。
英文名字叫“resolver”,根据词义,有人把它称作为“解算器”或“分解器”。
作为角度位置传感元件,常用的有这样几种:光学编码器、磁性编码器和旋转变压器。
由于制作和精度的缘故,磁性编码器没有其他两种普及。
光学编码器的输出信号是脉冲,由于是天然的数字量,数据处理比较方便,因而得到了很好的应用。
早期的旋转变压器,由于信号处理电路比较复杂,价格比较贵的原因,应用受到了限制。
因为旋转变压器具有无可比拟的可靠性,以及具有足够高的精度,在许多场合有着不可代替的地位,特别是在军事以及航天、航空、航海等方面。
随着电子工业的发展,电子元器件集成化程度的提高,元器件的价格大大下降;另外,信号处理技术的进步,旋转变压器的信号处理电路变得简单、可靠,价格也大大下降。
而且,又出现了软件解码的信号处理,使得信号处理问题变得更加灵活、方便。
这样,旋转变压器的应用得到了更大的发展,其优点得到了更大的体现。
和光学编码器相比,旋转变压器有这样几点明显的优点:①无可比拟的可靠性,非常好的抗恶劣环境条件的能力;②可以运行在更高的转速下。
(在输出12 bit的信号下,允许电动机的转速可达60,000rpm。
而光学编码器,由于光电器件的频响一般在200kHz以下,在12 bit时,速度只能达到3,000rpm);③方便的绝对值信号数据输出。
⒈⒉旋转变压器的应用旋转变压器的应用,近期发展很快。
除了传统的、要求可靠性高的军用、航空航天领域之外,在工业、交通以及民用领域也得到了广泛的应用。
特别应该提出的是,这些年来,随着工业自动化水平的提高,随着节能减排的要求越来越高,效率高、节能显著的永磁交流电动机的应用,越来越广泛。
而永磁交流电动机的位置传感器,原来是以光学编码器居多,但这些年来,却迅速地被旋转变压器代替。
可以举几个明显的例子,在家电中,不论是冰箱、空调、还是洗衣机,目前都是向变频变速发展,采用的是正弦波控制的永磁交流电动机。
目前各国都在非常重视的电动汽车中,电动汽车中所用的位置、速度传感器都是旋转变压器。
例如,驱动用电动机和发电机的位置传感、电动助力方向盘电机的位置速度传感、燃气阀角度测量、真空室传送器角度位置测量等等,都是采用旋转变压器。
在应用于塑压系统、纺织系统、冶金系统以及其B A他领域里,所应用的伺服系统中关键部件伺服电动机上,也是用旋转变压器作为位置速度传感器。
旋转变压器的应用已经成为一种趋势。
⒈⒊旋转变压器的结构根据转子电信号引进、引出的方式,分为有刷旋转变压器和无刷旋转变压器。
在有刷旋转变压器中,定、转子上都有绕组。
转子绕组的电信号,通过滑动接触,由转子上的滑环和定子上的电刷引进或引出。
由于有刷结构的存在,使得旋转变压器的可靠性很难得到保证。
因此目前这种结构形式的旋转变压器应用的很少,我们着重于介绍无刷旋转变压器。
目前无刷旋转变压器有两种结构形式。
一种称作为环形变压器式无刷旋转变压器,另一种称作为磁阻式旋转变压器。
1)环形变压器式旋转变压器图1示出环形变压器式无刷旋转变压器的结构。
这种结构很好地实现了无刷、无接触。
图中右侧部分是典型的旋转变压器的定、转子,在结构上和有刷旋转变压器一样的定、转子绕组,作信号变换。
左侧是环形变压器。
它的一个绕组在定子上,一个在转子上,同心放置。
转子上的环形变压器绕组和作信号变换的转子绕组相联,它的电信号的输入输出由环形变压器完成。
A—普通旋转变压器B—环形变压器图1无刷式旋转变压器结构示意2)磁阻式旋转变压器图2是一个10对极的磁阻式旋转变压器的示意图。
磁阻式旋转变压器的励磁绕组和输出绕组放在同一套定子槽内,固定不动。
但励磁绕组和输出绕组的形式不一样。
两相绕组的输出信号,仍然应该是随转角作正弦变化、彼此相差90°电角度的电信号。
转子磁极形状作特殊设计,使得气隙磁场近似于正弦形。
转子形状的设计也必须满足所要求的极数。
可以看出,转子的形状决定了极对数和气隙磁场的形状。
磁阻式旋转变压器一般都做成分装式,不组合在一起,以分装形式提供给用户,由用户自己组装配合。
a)b)c)d)图2 磁阻式旋转变压器结构示意3) 多极旋转变压器图3多极旋转变压器的结构示意图。
图3 a)、b) 是共磁路结构,粗、精机定、转子绕组公用一套铁心。
所谓粗机,是指单对磁极的旋转变压器,它的精度低,所以称为粗机;精机是指多对极的旋转变压器,由于精度高,多对磁极的旋转变压器称为精机。
其中图3a) 表示的是旋转变压器的定子和转子组装成一体,由机壳、端盖和轴承将它们连在一起。
称为组装式,图3b) 的定转子是分开的,称为分装式。
图3c)、d) 是分磁路结构,粗、精机定、转子绕组各有自己的铁心。
其中图4c)、d)都是组装式,只是粗、精机位置安放的形式不一样,图3c) 的粗、精机平行放置,图3d) 粗、精机是垂直放置,粗机在内腔。
另外,很多时候也有单独的多极旋转变压器。
应用时,若仍需要单对极的旋转变压器,则另外配置。
共磁路 分磁路a)组装式 b)分装式 c)粗精平行放置 d)粗精垂直放置图3多极旋转变压器结构示意对于多极旋转变压器,一般都必须和单极旋转变压器组成统一的系统。
在旋转变压器的设计中,如果单极旋转变压器和多极旋转变压器设计在同一套定、转子铁心中,而分别有自己的单极绕组和多极绕组。
这种结构的旋转变压器称为双通道旋转变压器。
如果单极旋转变压器和多极旋转变压器都是单独设计,都有自己的定、转子铁心。
这种结构的旋转变压器称为单通道旋转变压器。
⒉ 旋转变压器的工作原理⒉⒈ 旋转变压器角度位置伺服控制系统图4是一个比较典型的角度位置伺服控制系统。
XF 称作旋变发送机,XB 称作旋变变压器。
旋变发送机发送一个与机械转角有关的、作一定函数关系变化的电气信号;旋变变压器接受这个信号、并产生和输出一个与双方机械转角之差有关的电气信号。
伺服放大器接受选变压器的输出信号,作为伺服电动机的控制信号。
经放大,驱动伺服电动机旋转,并带动接受方旋转变压器转轴及其它相连的机构,直至达到和发送机方一致的角位置。
U(α)S2S1S4S3S2S1S4S3XB变速齿轮旋变发送机的初级,一般在转子上设有正交的两相绕组,其中一相作为励磁绕组,输入单相交流电压;另一相短接,以抵消交轴磁通,改善精度。
次级也是正交的两相绕组。
旋变变压器的初级一般在定子上,由正交的两相绕组组成;次级为单项绕组,没有正交绕组。
图4旋转变压器角度位置伺服控制系统应该指出,由于结构的关系,磁阻式旋变只有旋变发送机,没有旋变变压器。
⒉⒉ 工作原理前面已经介绍过,旋转变压器有旋变发送机和旋变压器之分。
作为旋变发送机它的励磁绕组是由单相电压供电,电压可以写为式(1)形式:t U t U m ωsin )(11= (1)其中,U 1m —励磁电压的幅值,ω—励磁电压的角频率。
励磁绕组的励磁电流产生的交变磁通,在次级输出绕组中感生出电动势。
当转子转动时,由于励磁绕组和次级输出绕组的相对位置发生变化,因而次级输出绕组感生的电动势也发生变化。
又由于次级输出的两相绕组在空间成正交的90°电角度,因而两相输出电压如式(2)所示:F22F 2s 2cos )sin()(sin )sin()(θαωθαωF Fm Fc F Fm F t U t U t U t U +=+= (2)其中,U 2Fs —正弦相的输出电压,U 2Fc —余弦相的输出电压,U 2Fm —次级输出电压的幅值;αF —励磁方和次级输出方电压之间的相位角,θF —发送机转子的转角。
可以看出,励磁方和输出方的电压是同频率的,但存在着相位差。
正弦相和余弦相在电的时间相位上是同相的,但幅值彼此随转角图5旋变发送机的两相次级输出绕组,和旋变变压器的原方两相励磁绕组分别相联。
这样,式(2)所表示的两相电压,也就成了旋变变压器的励磁电压,并在旋变变压器中产生磁通φB 。
旋转变压器的单相绕组作为输出绕组,旋变发送机次级绕组和旋变变压器初级绕组中流过的电流为FBF Fm B FBF Fm Z Z U I Z Z U θθcos sin I 22A +=+= (3)U B2(Δθ由这两个电流建立的空间和成磁动势为)cos(sin sin cos cos )(F 22F x F x x F x F Fm F F Fm τπθτπθτπθ+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-= (4)式(4)表示在旋变发送机中,合成磁动势的轴线总是位于θF 角上,亦即和励磁绕组轴线一致的位置上,和转子一起转动。
可以知道,在旋变变压器中,合成磁动势的轴线相应地也是和A 相绕组距θF 角的位置上。
只是由于电流方向相反,其方向也和在旋变发送机中相差180°。
若旋变变压器转子转角为θB ,则其单相输出绕组轴线和励磁磁场轴线夹角相差Δθ=θF -θB 。
那么,输出绕组的感应电动势应是:θθ∆=∆cos U 2B2Bm U )( (5)将输出绕组在空间移过90°。
这样,在协调位置时,输出电动势为零。
此时,输出电动势和失调角的关系成为正弦函数:θθ∆=∆in U 2B2s U Bm )( (6)图6旋变变压器输出电动势和失调角的关系曲线 从图6和式(6)可以看出,输出电动势有两个为零的位置,即Δθ=0°和在Δθ=180°。
在0°和180°范围内,电动势的时间相位为正, 在 180°和 360°范围内, 电动势的时间相位变化了180°。