chap06_旋转变压器

第6章 旋转变压器第6章 旋转变压器
第6章 旋转变压器
6.1 旋转变压器的类型和用途
6.2 旋转变压器的结构特点 6.3 正余弦旋转变压器的工作原理
6.4 线性旋转变压器
6.5 旋转变压器的典型应用 6.6 多极和双通道旋转变压器 6.7 感应移相器 6.8 感应同步器
思考题与习题
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若按电机极对数的多少来分, 可将旋转变压器分为
单极对和多极对两种。 采用多极对是为了提高系统的 精度。 若按有无电刷与滑环间的滑动接触来分类, 旋转变 压器可分为接触式和无接触式两大类。 本章将以单极对、 接触式旋转变压器为研究对象 阐明旋转变压器的工作原理、 典型结构和误差补偿等。
轴线的 设图中余弦输出绕组Z1-Z2轴线与脉振磁密 B D
夹角为θ, 仿照自整角机中所得出的结论公式(式 5 - 4), 分别感应的电势。 ER1=ERcosθ 在Z1-Z2中 (6 - 1)
在正、 余弦输出绕组中 可以写出这里的励磁磁通 D
ER2=ER cos(θ+90°)=-ERsinθ 在Z3-Z4中
角下, Eq34正比于BZ, 而BZ又正比于Z3-Z4绕组中的电流IR2,
即IR2愈大, Eq34也愈大, 输出特性曲线畸变也愈严重。
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为消除该磁通的影响，采取相应的措施。消除特性畸变的 方法也称为补偿。 一种是：副边补偿；另一种是：原边补偿。 6.3.3 副边补偿的正余弦旋转变压器 副边补偿的正余弦旋转变压器实质上就是副边对称
负载的主磁通和感应电势基本不变。
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第二个分量：显然, 由于BZq=BZ cosθ, 故它所对应的交轴

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。

旋转变压器旋转变压器（resolver/transformer）是一种电磁式传感器，又称同步分解器。

它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，是一种精密角度、位置、速度检测装置,由定子和转子组成。

其中定子绕组作为变压器的原边，接受励磁电压。

转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压。

旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化,输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系.旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号；在解算装置中可作为函数的解算之用，故也称为解算器。

旋转变压器包含三个绕组，即一个转子绕组和两个定子绕组。

转子绕组随马达旋转，定子绕组位置固定且两个定子互为90度角(如图1所示)。

这样，绕组形成了一个具有角度依赖系数的变压器。

将施加在转子绕组上的正弦载波耦合至定子绕组，对定子绕组输出进行与转子绕组角度相关的幅度调制。

由于安装位置的原因，两个定子绕组的调制输出信号的相位差为90度。

通过解调两个信号可以获得马达的角度位置信息，首先要接收纯正弦波及余弦波，然后将其相除得到该角度的正切值，最终通过“反正切”函数求出角度值。

旋转变压器角度位置伺服控制系图1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。

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。

3、按使用要求分类
解算装置：正余弦旋转变压器 输出电压与转子转角成正余
弦函数关系
线性旋转变压器 输出电压与转子转角成线性关系
比例式旋转变压器 作为调整电压的比例元件
特殊函数旋转变压器
随动系统：旋转变压器发送机
旋转变压器差动发送机
旋变变压器
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二、旋转变压器结构 旋转变压器结构与绕线式异步电动机类似。 铁芯:定子、转子铁芯采用高磁导率的铁镍硅钢片冲叠而成; 绕组：在定子铁芯和转子铁芯上分别安装有两个在空间上互相 垂直的高精度正弦绕组； 通常设计为2极，转子绕组经电刷和集电环引出。 正余弦旋转变压器结构图如图所示。
输出绕组的端电压分别为：
U r10 E r1 k E f sin kU f sin
输出绕组Z1Z2 称 为正弦绕组
U r20 E r2 k E f cos kU f cos
输出绕组Z3Z4 称
为余弦绕组
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二、正余弦旋转变压器的负载运行
在实际应用中，输出绕组都接有负载，如控制元件，放大器等， 输出绕组有电流流过，从而产生磁通势，使气隙磁场产生畸变， 从而使输出电压产生畸变，不再是转角的正、余弦函数关系。
Fr2d= Fr2cosα
交轴分量为
Fr2q= Fr2sinα
为消除或减弱造成电压畸变 的交轴分量磁势使Fr2q =Fr1q， 交轴分量磁势完全补偿。
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Xm
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按基尔霍夫第二定律：
••
•
•
U f I f (Zs jX m ) I r1( jku X m sin ) I r2 jku X m cos
在自动控制系统中可以用作解算元件，实现坐标变换和三角 运算等，在随动系统中，用来传输与角度对应的电信号，此外 还可以用作移相器和角度-数字转换装置等等。