旋转变压器在高速永磁同步电动机中的应用

旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。

当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输 出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成 线性关系。

它主要用于坐标变换、三角运算和角度数据传输，也可以作为两相移相器用在角度 --数字转换装置中。

按输出电压与转子转角间的函数关系 ，我所目前主要生产以下三大类旋转变压器：1. 正--余弦旋转变压器(XZ )----其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。

2.线性旋转变压器(XX )、( XDX ----其输出电压与转子转角成线性函数关系。

线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种，前者(XX )实际上也是正--余弦旋转变压器，不同的是采用了特定的变比和接线方式。

后者( XDX 称单绕组线性旋转变压器。

变化的交变电压信号。

应电势的幅值，便可间接地得到转子相对于定子的位置，即角的大小。

以上是两极绕组式旋转变压器的基本工作原理，在实际应用中，考虑到使用的方便性和检测精度等因素,常采用四极绕组式旋转变压器。

这种结构形式的旋转变压器可分为鉴相式和鉴幅式两种工作方式。

1. 鉴相式工作方式鉴相式工作方式是一种根据旋转变压器转子绕组中感应电势的相位来确定被测位移大小的检测方式。

如 图4-4所示，定子绕组和转子绕组均由两个匝数相等互相垂直的绕组组成。

图中SS 2为定子主绕组，K 1K 2为定子辅助绕组。

当 S 1S 2 和 K 1K 2中分别通以交变激磁电压时V s = V m Cos t (4 3);V = V sin t (4—4)4)t (4 3);V s =V m Sin t (4 4)根据线性叠加原理，可在转子绕组 感应电势 VBS 和VBK 之和，即比例式旋转变压器(XL ) ----其输出电压与转角成比例关系。

二、旋转变压器的工作原理由于旋转变压器在结构上保证了其定子和转子 当激磁电压加到定子绕组时，通过电磁耦合， 3.原理图。

旋变励磁电路讲解旋变励磁电路是一种广泛应用于电力变压器、感应电动机、互感器等电力设备中的技术。

它是通过共享磁共振现象，将一个电路中的电流产生的磁场传递到另一个电路中，从而在不使用直接电缆连接的情况下实现能量传递的一种技术。

旋变励磁电路的工作原理是在两个电路中使用同一磁芯，将一个电路中的电流产生的磁场传递到另一个电路中。

在这种情况下，在主电路内发生的任何电流变化都会在副电路中产生反应。

因此，当主电路的电源变化时，副电路中的输出也会发生相应的变化。

旋变励磁电路中有两个电路，其中一个电路称为主电路，另一个电路称为副电路。

主电路包括一对相互耦合的线圈，这些线圈被连接到一个电源上。

当电流通过这些线圈时，会在共同的磁芯中引起一个磁场。

副电路包括另一对相互耦合的线圈，这些线圈被连接到另一个电路上。

由于两个电路共享同一磁芯，磁场会传递到副电路中。

当主电路中的电流变化时，它的磁场也会变化，这将会在副电路中产生感应电动势。

在旋变励磁电路中，副电路主要用于传输信号和能量到需要的位置。

换句话说，副电路不需要自己的电源。

相反，它依赖于主电路的电源。

这种类型的电路非常适合需要将能量传递到远离电源的位置的应用。

此外，在旋变励磁电路中，主电路和副电路中的电路元件不需要完全匹配。

这使得旋变励磁电路更具有实际应用价值。

从能量传输效率的角度来看，旋变励磁电路比使用传统电缆连接的电路更为高效。

这是因为，无论主电路和副电路之间有多远的距离，它们都可以通过共同的磁芯进行能量传输。

这使得能量传输的效率更高，并且可以减少电缆损耗。

总的来说，旋变励磁电路是一种基于磁共振现象的电路技术，它可以实现能量和信号的传输，应用广泛，并且非常适合需要将能量传输到距离远离电源的位置的应用。

在最近的几年中，随着物联网技术的迅速发展，旋变励磁电路技术的应用正在逐渐扩大，并且料将在未来发挥更为重要的作用。

永磁同步电机的旋变软解码（Rotor Position Detection）是控制永磁同步电机（PMSM）实现闭环控制的关键技术之一。

这种技术通过在电机转子上安装传感器，测量转子位置，然后将测量值反馈给控制器，控制器再根据反馈信号调节电机的相电流，以达到精确的转速和转矩控制。

具体来说，永磁同步电机的旋变软解码通常使用霍尔传感器、磁编码器或者旋变传感器等物理传感器来测量转子位置。

这些传感器可以将转子位置转换成电信号，然后再通过信号处理算法将其转换成角度信息，供控制器使用。

在闭环控制中，永磁同步电机的控制器需要利用旋变软解码器提供的转子位置反馈信号，实现对电机的准确控制。

具体来说，控制器会根据反馈信号计算出电机的转子角度和转子速度，并根据转子角度和速度来生成合适的控制信号，保持电机的正常运行。

尽管永磁同步电机的旋变软解码技术可以实现闭环控制，但是由于传感器测量误差等因素的影响，可能会导致控制精度的下降。

因此，在实际应用中，需要综合考虑控制精度和成本等因素，选择合适的旋变软解码技术，并对其进行合理的优化和调整，以实现更加准确的永磁同步电机控制。

旋转变压器在汽车上的应用你知道吗？汽车里有个很重要的小部件叫旋转变压器。

这玩意儿虽然不大，但是作用可不小呢。

先说说在电动汽车上吧。

旋转变压器在电动汽车的电机控制中那可是相当关键。

电机就像是电动汽车的心脏，而旋转变压器就像是心脏的“监测仪”。

它能准确地测量电机的转速和位置。

这有啥用呢？比如说，当你开车的时候，需要加速或者减速，这时候汽车的控制系统就得知道电机的具体情况，才能做出正确的反应。

旋转变压器就能把电机的转速和位置信息及时地传递给控制系统，让控制系统可以精准地控制电机的输出功率，这样就能让汽车平稳地加速或者减速啦。

而且啊，旋转变压器还特别可靠。

汽车在行驶过程中会遇到各种情况，比如震动、高温、低温等等。

旋转变压器可不怕这些，它能在各种恶劣的环境下稳定工作。

不像有些传感器，可能稍微有点震动或者温度变化就不好使了。

所以，在电动汽车里，旋转变压器可以为电机的稳定运行提供有力的保障。

在混合动力汽车上，旋转变压器也发挥着重要作用。

混合动力汽车有发动机和电机两个动力源，要让这两个动力源协调工作，就需要准确地掌握电机的状态。

旋转变压器就能做到这一点，它可以实时监测电机的转速和位置，让汽车的控制系统能够合理地分配发动机和电机的动力输出，这样既能提高汽车的动力性能，又能降低油耗。

除了电机控制，旋转变压器在汽车的其他方面也有应用哦。

比如说，在一些高级的自动驾驶系统中，旋转变压器可以帮助汽车准确地感知自己的位置和方向。

自动驾驶汽车需要非常精确的位置信息才能安全地行驶，旋转变压器就能提供这样的信息。

它可以和其他传感器一起工作，让汽车知道自己在哪里，该往哪个方向走。

在一些汽车的转向系统中也会用到旋转变压器。

它可以测量方向盘的转角，让汽车的控制系统知道你想往哪个方向转。

这样就能更精准地控制汽车的转向，让你的驾驶更加轻松和安全。

旋转变压器在汽车上的应用可真是不少。

它虽然不是那种特别显眼的大部件，但是它的作用却非常重要。

有了旋转变压器，汽车的电机控制更加精准，自动驾驶更加安全，转向也更加灵活。

基于旋转变压器的转角测量单元的硬件设计1 引言1.1 测角系统的发展前景及其应用领域角位移测量技术是几何量测量技术的一个重要组成部分，在国民经济和国防建设中具有广泛的应用和重要的作用，如：飞机、舰船、火箭、飞船常用惯性导航仪表来保证航行方向角的准确性；弹道式导弹的发射需要掌握发射点和落点的方位角；火炮以对其垂直角和水平角的控制，保证命中目标。

随着科学技术的不断进步，尤其是电子测量仪器的迅速发展，角位移测量技术也在不断地精益求精、更新换代，它已从传统的人工测量向由微处理器控制的测量方向发展，以实现任意采样、逻辑判断、误差补偿等人为行为的机器化，使测量系统具有了功能全、自动化程度高、更新能力强等特点。

采用微处理器参与控制和进行数据处理，已经成为提高测角系统可靠性，增强测角系统功能和实现自动化测试的重要手段之一。

基于电磁感应原理的旋转变压器类控制电机，原先主要用于航空、航天、舰船以及陆地军事装备中，如用于飞行器姿态控制和检测、导弹制导控制、火炮瞄准和控制、雷达天线跟踪等角位置伺服控制系统中，完成包括轴角位移或直线位移信息的检测、传输、接收和变换等功能。

近年来，它在工业机器人、数控机床、计算机辅助制造(以M)、工厂自动化(FA)等方面得到了越来越多的应用[1]。

但由于旋转变压器的输出是包含着位置信息的模拟信号，需要对其处理并将其转化成对应的包含着位置信息的数字量，才能与单片机或DSP等控制芯片接口。

这就需要设计相应的信号转换电路或者使用专用的旋转变压器—数字转换器来实现，它能同时输出绝对式信号和增量式信号，因此在伺服系统中获得了广泛的应用。

在纺织行业中，由于环境因素，容易产生严重的静电，普通编码器很容易在此类环境中损坏，而旋转变压器由于本身的结构特点，而具有很强的抵抗静电的能力。

所以若采用旋转变压器则可以很好地解决这个问题。

在航空、航天、雷达、火控系统及工业自动化领域中，经常需要对被控对象的角位移进行测量并加以控制。

第5章 永磁同步电动机系统及其S P W M 控制 除一些利用异步转矩或磁阻转矩起动的永磁同步电动机之外，绝大多数的永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)需要逆变器驱动以平稳起动及稳定运行。

因此一般意义上的永磁同步电动机系统是指具有位置传感的、SPWM 逆变器驱动的永磁同步电动机，或称为正弦波驱动的无刷直流电动机，很多的文献也直接将之简称为永磁同步电动机。

本章主要阐述永磁同步电动机即正弦波无刷直流电动机的原理及其SPWM 控制。

5.1永磁同步电动机系统的构成及设计特点5.1.1永磁同步电动机系统的构成与前一章的方波无刷直流电动机相比较，虽然两者都是自同步运行的永磁同步电动机，均由永磁同步电动机、转子位置传感器和控制驱动电路三部分组成，但在运行原理上存在较大的差异。

方波无刷直流电动机中，只需要若干个磁极位置处的开关信号就可以形成换相逻辑，从而产生在空间跳跃旋转的定子磁动势；通过平顶波反电动势的设计及矩形电流波形的控制，可以产生近似恒定的电磁转矩，转矩平稳性较差。

而在永磁同步电动机中，为产生恒定的电磁转矩，一般采用SPWM 信号驱动功率电路，在电动机三相绕组中产生正弦波的电流，从而形成连续旋转的定子圆形旋转磁场，因此需要检测连续的转子位置信息。

图5-1所示框图为永磁同步伺服电动机的基本结构之一。

转子位置传感器为旋转变压器或编码器等，通过轴角变换电路或计数器等可以将连续位置传感器的输出信号变换为转角位置信号p θ。

之后，在相电流指令合成电路中产生各相的电流指令信号j u ，如式（5-1）所示。

)32)1((sin )(πθθ--=j p V P u er j 3,2,1=j （5-1） 式中，V er −输入控制指令，为速度误差信号或转矩指令信号。

相电流指令与电流负反馈信号经电流调节器处理后，生成SPWM 信号控制逆变功率电路，驱动永磁同步电动机自同步运行。

同步磁阻电机及其控制技术的发展和应用摘要:本文简单介绍了同步磁阻电机（SynRM)的运行原理。

追溯同步磁阻电机的发展历史，总结了同步磁阻电机的结构和运行特点。

根据同步磁阻电机的特点结合目前国内外研究现状讨论了同步磁阻电机现有的几种高性能控制方法.最后根据同步磁阻电机当前的研究进展结合其取得的优越性能介绍了其在电动汽车和高速发电等领域的应用.关键词:同步磁阻电机1同步磁阻电机的原理SynRM 运行原理与传统的交、直流电动机有着根本的区别，它不像传统电动机那样依靠定、转子绕组电流产生磁场相互作用形成转矩,而遵循磁通总是沿着磁阻最小路径闭合的原理，通过转子在不同位置引起的磁阻变化产生的磁拉力形成转矩。

SynRM 在dq 轴系下的电压、磁链、电磁转矩和机械运动方程为：电压方程：（1）磁链方程：（2)电磁转矩方程：(3）Ld、Lq为绕组d、q轴电感;Rs为定子绕组相电阻；ωr为转子电角速度;为定子d、q 轴磁链，为电机极对数;β为电流综合矢量与d轴之间的夹角[1]。

2同步磁阻电机的发展历史早在二十世纪二十年代Kostko J K等人提出了反应式同步电机理论［2］，M．Doherty 和Nickle 教授提出磁阻电机的概念，此后国外关于许多专家和学者对同步磁阻电机的的能、转子结构和控制方法进行较深入研究。

早期的同步磁阻电机由一个无绕组凸级转子和一个与异步电机类似的定子组成。

在转子轭q轴方向加上两道气隙，以增加q 轴磁阻。

利用d -q 轴的磁阻差来产生磁阻转矩。

转子周边插上鼠笼条以产生异步起动转矩。

然而，由于该异步转矩的作用, 又将引起转子震荡而难以保证电机正常运行。

六十年代初, 出现了第二代同步磁阻电机它利用块状转子结构来增加d-q 轴磁阻差，同时不用鼠笼条来起动转矩, 而直接靠逆变器变频来起动，从而减轻了转子震荡现象[3]。

然而, 为产生足够的磁阻转矩, 需要定子侧有较大的励磁电流, 致使该电机功率因素和效率都很低，从而影响了该种电机的推广使用。