线性旋转变压器

在图 6 - 8 中, 由于采用了原边补偿(当然也可采用 副边补偿), 其交轴绕组被短接, 即认为电源内阻抗Zn很 小。 交轴绕组的作用抵消了绝大部分的交轴磁通, 可以 近似认为该旋转变压器中只有直轴磁通ΦD。 ΦD在定子 D1-D2绕组中感应电势ED,则在转子Z3-Z4绕组中感应的 电势为
ER2=-kuED sinθ 在转子Z1-Z2绕组中感应的电势为:
线性旋转变压器
线性旋转变压器是由正余弦旋转变压器改变连接 线而得到的。 即将正余弦旋转变压器的定子D1-D2绕组 和转子Z1-Z2绕组串联, 并作为励磁的原边。 如图6 -8所 示, 定子交轴绕组D3-D4端短接作为原边补偿, 转子输出 绕组Z3-Z4端接负载阻抗ZL, 如果将原边施加交流电压U s1 后,转子Z3-Z4绕组所感应的电压UR2与转子转角θ有如下 关系:
U R2
kuUs1 sin 1 ku cos
(6 - 1～0.59之间, 则转子转角θ 在±60°范围内, 输出电压UR2 随转角θ的变化将呈良好 的线性关系。 如图 6 - 9 曲线所示。
图 6 - 8 原边补偿的线性旋转变压器
图6-9
UR2
ku sin 1 ku cos
上式和式(6 - 12)是一致的, 根据此式, 当电源电压 Us1一定时, 旋转变压器的输出电压UR2随转角θ变化曲线 与图 6 - 9 曲线一致。 从数学推导可知, 当转角 θ=±60° 范围内, 而且变压比ku=0.56时, 输出电压和转 角θ之间的线性关系与理想直线相比较, 误差远远小于 0.1%, 完全可以满足系统要求。
U s1曲线
输出电压UR2与转角θ成正比即UR2=Kθ的旋转变压 器被称为线性旋转变压器。 当转角θ很小时, sinθ≈θ, 所 以当正余弦旋转变压器的转角很小时, 输出电压近似是 转角的线性函数。 但是, 若要求在更大的角度范围内得 到与转角成线性关系的输出电压, 直接使用原来的正余 弦旋转变压器就肯定不能满足要求。 因此, 将接线图改 为图 6 - 8 的方式, 与此图对应的表达式(6 - 12)就成了 线性旋转变压器的原理公式。 该式推导方法如下:
ER1=kuED cosθ
因为定子D1-D2绕组和转子Z1-Z2绕组串联, 所以若 忽略绕组的漏阻抗压降时, 则有
Us1=ED+kuED cosθ 又因为转子输出绕组的电压有效值UR2在略去阻抗 压降时就等于ER2, 即
UR2=-ER2=kuED sinθ 故以上两式的比值为
UR2 ku sin Us1 1 ku cos