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【图】旋转变压器是什么,其工作原理是怎样的?

电工天下【变压器】 编辑:小电工 发布时间:2015-09-16 22:21:12

旋转变压器的工作原理

旋转变压器(旋变)是一种输出电压与转子转角保持一定函数关系的感应式微电机。它是一种将角位移转换为电信号的位移传感器,也是能进行坐标换算和函数运算的解算元件。

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。

伺服放大器接受旋变变压器的输出信号,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。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。

旋转<a href=/dianji/6540.htm target=_blank class=infotextkey>变压器的工作原理</a>1

图1 旋转变压器角度位置伺服控制系统
 
作为旋变发送机它的励磁绕组是由单相电压供电,电压可以写为以下形式:
旋转变压器的工作原理2

其中,—励磁电压的幅值,—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以下所示:

旋转变压器的工作原理3

其中,—正弦相的输出电压,—余弦相的输出电压,—次级输出电压的幅值; —励磁方和次级输出方电压之间的相位角, —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,但幅值彼此随转角分别作正弦和余弦函数变化。通过一定的解算芯片和算法,就能将电机的转子位置角和转速计算出来。

旋转变压器的工作原理4

图2 旋变发送机两相输出电压与转角的关系曲线

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