1、旋转变压器的作用、要求、种类与结构
旋转变压器能够按正弦、余弦、线性等函数关系将转角转换为电信号输出,用于自动控制系统中作为运算信号元件,可买现三角函数运算、坐标变换、精确测位、角度的数字转换或数据传输、移相等。
旋转变压器的作用是通过输出电压和转子转动角度之间的关系来体现的,对旋转变压器的要求主要集中于信号变换性能方面,具体包括:感应电势与转角之间的变化关系尽口_能符合正弦规律;函数误差与零位误差小,精度高,零位输出电压(剩余电压)小;工作可靠性高,损耗小,效率
较高。
旋转变压器一般结构类似于绕线型电动机,从不同的角度进行划分可得到不同的旋转变压器种类或名称。按用途的差异可分为计算用旋转变压器和数据传输用旋转变压器。按输出电压的转子转角之间的函数关系差异可分为止弦旋转变压器、线性旋转变压器和比例式旋转变压器等按旋转变压器在由其构造的转角运算或相关变换及信号传输系统中的相对位置关系及具体作用可分为旋变发送机、旋变差动发送机和旋变变压器等,这种分类与自整角机的对应分类相似。另外,也可按结构差异将旋转变压器分为接触式和无接触式(无滑环电刷结构);按转子旋转角度限制义可分为有限转角和无限转角两种类型;按极对数差异又可分为单_对极和多对极旋转变压器:常用的普通接触式和无接触式旋转变压器的结构如图6 8所示。

多对极、单对极旋转变压器定子和转子铁芯采用高导磁的硅钢片、坡奠合金片或高镍软磁合金片叠压而成。定子和转子之间的气隙略比其他类型的控制电机大,以减小磁饱和的影响,保证铁芯上作于磁材料化线性段。接触式旋转变压器的定子和转子各有两套单相绕组,一般采用正弦分布绕组。足子两套绕组参数相同,转子两套绕组的参数也相同,各自轴线位置相互垂直。转子绕组通过滑环电刷装置与外部元件相连。主接触式旋转变压器另有环形绕组与磁环结构,提供转子绕组信号的输入输出,环形的定子和转子绕组分别嵌放于外磁环和内磁环中:为减少涡流损耗,内外磁环采用高电阻率、导磁性能好的粉末冶金软磁材料或硅钢材料制成。
多极旋转变压器的结构类似于多极自整角机,磁路也分为共磁路式和分磁路式两种。双通道多极旋转变压器精度远高于普通旋转变压器,结构上分为粗机和精机两大部分。
2、正余弦旋转变压器
旋转变压器在结构及磁路材料上应尽力保证励磁磁场在气隙中的分布呈正弦规律。空载状悉的正余弦旋转变压器基本结构见图6-9。定子两套绕组中,d1d2为励磁绕组,工作中加额定电压频率的正弦交流电;d3d4为补偿绕组,工作中流过d3d4的电流可用来补偿交轴磁场引起的输出信号的失真或畸变。转子绕组中z1z2为弦绕组,z3z4为余弦绕组:规定以d1d2通电形式的励磁磁通φd的方向为直轴d,则z1z2的轴线为直轴,d3d4和z3z4的轴线方向为交轴,辅线相互垂直的绕组之间没有互感作用。

空载状态下,d1d2励磁产生的脉振磁通φd通过磁路耦合,在其自身绕组和转子绕组中产生感应电动势,假设以直轴方旬作为0°参考位置,当转子相对于参考位置顺时针方向转过θ角时,正弦绕组zlz2余弦绕组z3z4与直轴夹角分别为目和90°-θ直轴磁通沿这两个方向的分量使正弦、余弦绕组产生与θ角有正弦和余弦关系的感应电动势,并以电压形式输出。输出电压表达式如下:
式中,ud——定子励磁电压;
k——旋转变压器的变化(定子和转子绕组的有效匝数比)。
θ=0°时,仅有z1z2感应电势,z3z4感应电势为零,此位置作为旋;变压器的基准电气零位。当θ变化时,转子绕组输出的信号电压幅值按正余弦规律变化,频率与定子励磁电压频率相同,初相位也近似一致。
进入: