《电子技术应用》

旋转变压器的工作原理

2016/8/14 23:23:00

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。旋转变压器的工作原理,可以先看以下内容。

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。

7GJ_X2JGQ@VJ)%K5[$IN9CB.png

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:

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:
     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。

QR6[LT7WWK{H3T6FL{U@7)W.png

图2旋变发送机两相输出电压和转角的关系曲线


继续阅读>>