旋转变压器是一种控制电机。其转子上输出的电压与转子转角之间为正弦、余弦或其他函数关系,在自动控制系统中可作为解算元件-进行三角函数运算、坐标转换;也可以在随动系统中作为同步元件,传输与角度有关的电信号,代替控制式自整角机;旋转变压器也可以作为移相器。 旋转变压器的种类很多,输出电压与转子转角呈正弦和余弦关系的旋转变压器称为正、余弦旋转变压器。在一定工作转角范围内,输出电压与转子转角呈正比关系的旋转变压器称为线性旋转变压器。还有输出电压与转子转角呈正割函数、倒数函数、对数函数、弹道修正函数等各种特殊函数旋转变压器等。就其原理与结构来说,基本上相同,本节仅介绍正、余弦旋转变压器。 旋转变压器的结构与绕线式异步电动机相似,一般都是一对极,图5.13(a)为其示意图。定子上装有两套完全相同的绕组d和q,在空间成90。角,每套绕组的有效匝数为n1,d绕组轴线d为电机的纵轴,q绕组的轴线q为电机的横轴。 转子上也装有两套互相垂直且完全相同的绕组a和b,分别经滑环和电刷引出,每套绕组a的轴线与d轴的夹角α为转子的转角。 d绕组为励磁绕组,接交流电压u1转子上的绕组开路,就是空载运行。


fa在+a轴线方向产生正弦分布的脉振磁密.在绕组a中产生感应电动势ea磁路不饱和时,ea的大小正比于磁密.正比于磁通势fa也就是说.ea的大小与cosα成正比。同理,绕组b中感应电动势eb的大小正比于磁通势民,也就是与sinα成正比.即

忽略各绕组漏阻抗,则绕组a和b的端电压为

这就是正弦、余弦旋转变压器的原理。使用时.α的大小可以根据需要调节,但不论α为多大,只要是常数,输出绕组就送出与其正弦量或余弦量成正比的电压。 当输出绕组接上负载时,绕组中便有电流.会产生电枢反应磁通势。绕组a的电枢反应磁通势肯定在+a轴线上.绕组b的电枢反应磁通势肯定在+b轴线上。它们若同时存在·就会使q轴方向上合成磁通势为零,这最为理想。因为只剩下d轴方向的合成磁通势可以被定子励磁绕组磁通势平衡,仍保持d轴磁通势fd不变,输出的电压可以保持与转角α的正弦和余弦关系。因此正、余弦旋转变压器实际使用时即便是一个输出绕组工作,另一绕组也要通过阻抗短接,称为二次侧补偿。还可以是定子上的q绕组短接,在二次侧电枢反应产生q轴方向磁通势时,q绕组可以感应电动势,有电流,产生q轴方向磁通势,补偿电枢反应q轴磁通势,这称为一次侧补偿。如果不采用二次侧或一次侧补偿,q轴方向有磁通势会引起输出电压的畸变,这是不行的。实际使用中.接线如图5.14所示·一、二次侧均补偿,而且阻抗za和zb尽量大此为好.

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