单绕组线性旋转变压器的设计特点
朱青（西安微电机研究所710077）
1引 言
在伺服系统中，常采用线性旋转变压器实现机械转角与电信号之间的线性转换。与常用的XX型比较，XDX单绕组线性旋转变压器（即感应电位计）具有下列特点：
1．由于定转子之间只有磁的联系而无电的联系，所以输出电压相位移不随转角变化，这对小机座号更加突出。
2．电舔梯度可以自由选择。
3．工艺对线性精度的影响较大。
本文介绍转子为凸极型式的单绕组线性旋转变压器的设计特点。
2结构
单绕组线性旋转变压器的转子铁心为凸极，转子冲片如图1所示。转子铁心上设计有补偿条和补偿端板，它们构成补偿回路。当磁轴发生歪扭而产生横轴磁通时，补偿回路产生的磁通能对横轴磁通加以抵消，从而提高线性精度。转子铁心上还嵌有集中绕组，作激磁用。定子槽数Zs不仅与极弧角的大小有关，而且与电压梯度和线性区的大小有关。当2s =12，20，24时，定子上可以安排空间互成90度的两相绕组。当2s =15，18时，定子安排一相绕组。理论上定子绕组为同心式等匝绕组，实际上为同心式不等匝绕组。
3工作原理
XDX单绕组线性旋转变压器的电气原理图见图2。当Zi22接激磁电压U，一后，在一定的转角范围内，D1 D2的输出电压与转子转角d之间成线性关系当转子绕组接激磁电压UH时，就在空间产生一个矩形磁场。转子磁场与定子绕组的展开图如图3所示。图中，p1为定子绕组的短矩角，P为转子极弧角的一半，a为转子转角。
定子线圈感应电势随转角的变化规律用公式表示如下：
Ed=Ek
定子线圈的总电势等于各个线圈感应电势之和：
从上式可以看出，欲使ED，D。与口之间保持线性关系的关键是使得
定子槽数Zs -般有三种，一种Zs为奇数。第二种Zs为偶数，孝也为偶数，第三种Zs为偶数，而孝为奇数。定子线圈的分布也不外乎三种，如图4所示。
定子线圈的短矩角可似用表1各式表示。
若满足线性关系，必定是两个线圈同时工作，即一个线圈电势增加，则另一个线圈电势减少。也就是说，若满足式(1)，极弧角2P必须满足式(2):
将表1中值代入式(2)，即可得不同Zs下****的极弧角2P
依此类推，可得出定子槽数Zs与转子极弧角之间的关系式，见表2。
每个线圈的短矩角，不同线圈号的短矩角见表3。根据定子线圈电势变化规律可列于表4。
电机进入非线性区，各定子线圈电势随转角的变化可用曲线表示，如图6所示。
线性关系被破坏，故线性范围：
由于电机结构是对称的，放线性区±45度
Zs为偶数，而2s/2为奇数时的极弧角、线性区和输出电压的公式同样可以推出。线性区、输出电压的关系见表5。
4结语
单绕组线性旋转变压器的线性区，依定子槽数Zs及转子极弧角2妒的不同可有多种组合，但定子输出电压是相同的。
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