第4章 旋转变压器 ppt课件

分为解算用旋转和数据传输用旋转 变压器。根据数据传输用旋转变压 器在系统中的具体用途，又可分为 旋变发送机(代号为XF)，旋变差动 发送机(代号为XC)，旋变变压器 (又名旋变接收器)(代号为XB)。
若按电机极对数的多少来分, 可将旋转变压器分为单极对和多极 对两种。 采用多极对是为了提高系 统的精度。
它和两相绕线式异步电机的结构更为相似。
4.2.1 正余弦旋转变压器的结构
旋转变压器大多设计成两极隐极式的定、转子 的结构和定转子对称两套绕组。电磁部分仍然由可 导电的绕组和能导磁的铁心组成，旋转变压器的定、 转子铁心是采用导磁性能良好的硅钢片薄板冲成的 槽状心片叠装而成。为提高精度，通常采用铁镍软 磁合金或高硅电工钢等高磁导率材料，并采用频率 为400Hz的励磁电源。在定子铁心的内周和转子铁 心外圆周上都冲有一定数量的规格均匀的槽，里面 分别放置两套空间轴线互相垂直的绕组，以便在运 行时可以得到原边或副边补偿。
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图4.7 正余弦旋转变压器的结构图
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旋转变压器定子绕组和转子
绕组都安装两套在空间互差 90°电角度，结构上完全相同 的对称分布绕组。定子绕组有
两个，一般是相同的，即导线
截面和接线方式以及绕组匝数
都相同。分别叫定子励磁绕组 (其引线端为D1-D2)和定子交轴 绕组 又叫(补偿绕组其引线端为 D3-D4)。如图带有圆圈的表示 转子，转子上两套绕组与定子 一样匝数相等分别用Z1 - Z2 和 Z3 - Z4叫正弦输出绕组和余弦 输出绕组，有的时候也可在转
图4.1 旋转变压器
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旋转变压器作为
一种最常用的转角检 测元件，结构简单， 工作可靠，且其精度 能满足一般的检测要 求，被广泛应用在各 类数控机床上。诸如 各类机床、镗床、回 转工作台、加工中心、 转台等。
图4.2 应用旋转变压器数控机床
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近来旋转变压器的发
展主要是解决满足数字化 的要求，应用数字转换器 件对旋转变压器输出互为 正余弦关系的模拟信号进 行采样,将其转换成数字信 号,以便于各种CPU进行处 理，目前多用单片机控制 图4.3 旋转变压器数字类转换模块 意在完成旋转变压器的数 字化角度和长度测量显示， 并达到比较高的精度水平。
典型结构特点 分类及用途
空载工作原理 负载工作原理
旋 转 变 压 器
线性旋转变压器
旋转变压器的使用
补偿方法
结构 工作原理 工作方式 选用 误差
旋转变压器的应用
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二次侧补偿 一次侧补偿
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旋转变压器(Rotational transformer或resolver) 是一种电磁式传感器，是 一种精密的测位用的机电 元件,又称同步分解器。它 的输出电信号与转子转角 成某种函数关系，它也是 一种测量角度用的小型交 流电动机，属自动控制系 统中的精密感应式微电机 的一种，主要用来测量旋 转物体的转轴角位移和角 速度。
但旋转变压器又区别于普通变压器，其区别
在于转、定子间有气隙，转子可以转动，旋转变 压器的二次侧线圈(输出线圈)可随转子的转动而 改变其与定子线圈的相对位置。
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一、二次侧线圈间的互感发生变化，由图4.11知，定子励磁绕组D1-D2的轴线 在α=0 处，转子绕组Z3 - Z4的轴线与励磁绕组轴线夹角为α 角。
若按有无电刷与滑环间的滑动 接触来分类, 旋转变压器可分为接 触式和无接触式两大类。其中旋转 变压器无接触式，无电刷和滑环的 滑动接触 运行可靠，抗振动，适应 恶劣环境。
图4.4 旋转变压器接触式 图4.5 旋转变压器无接触式
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4.2 正余弦旋转变压器
旋转变压器是由定子 、转子两大部分组成的。 每一大部分又有自己的电磁部分和机械部分, 总体说
第四章 旋转变压器
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本章教学目标与要求
• ·了解旋转变压器的发展历史 • ·掌握旋转变压器的基本构成及分类 • ·掌握正余弦的旋转变压器的工作原理及
补偿方法 • ·掌握线性旋转变压器的工作原理 • ·掌握旋转变压器的使用方式 • ·了解旋转变压器的应用
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本章知识架构
旋转变压器 正余弦的旋转变压器
1一转子
绕组I
2一定子
绕组I
图 4.11 正余弦旋转变压器原理示意图
图4.12 旋转变压器磁通分布情况
定子的励磁绕组接上交流电压，设某瞬间线圈中电流I 的方向和产生气隙磁 通方向如图4.12所示。
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两极正余弦旋转变压器其输出电压与转角成正、余弦关பைடு நூலகம்，它的
电气工作原理图如图4.13所示，旋转变压器不带负载时。Z1 - Z2、 Z3 - Z4开路，负载时Z1 - Z2 和Z3 - Z4均可带负载阻抗形成闭合回 路。空载时除D1-D2 绕组中流有励磁电流If 外其余绕组中均无电流， 如图4.13(a) 、(b) 所示，该图为了说明工作原理分别画出余弦输出绕 组Z3 - Z4的绕组轴线与励磁绕组轴线夹角为∝角如图4.13 (a) 所示， 正弦输出绕组Z1 - Z2 的绕组轴线与励磁绕组轴线的夹角为，如图 4.13 (b)
图4.9 旋转变压器定转子组件图
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旋转变压器分为有刷式和无刷式
有刷式旋转变压器
无刷式旋转变压器
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4.2.2正余弦旋转变压器的工作原理
旋转变压器是一个能够转动的变压器，它的 定子绕组相当于普通变压器的一次侧线圈(励磁线 圈)。而转子绕组就相当于普通变压器的二次侧线 圈。根据测得的输出电压，就可以知道转子转角 的大小。对励磁电压的相位移等于转子的转动角 度，检测出相位，即可测出角位移。
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4.1 旋转变压器的类型和用途
按着输出电压和转子转角间的函数关 系，旋转变压器主要可以分：正、余弦旋 转变压器(代号为XZ)和线性旋转变压器(代 号为XX)、比例式旋转变压器(代号为XL)， 矢量旋转变压器（代号为XS）及特殊函数 旋转变压器等。
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按旋转变压器在系统中用途可
子绕组上励磁，而从定子绕组 上输出电压。
图4.8 旋转变压器定、转子绕组
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在结构上，旋转变压器
定子和转子基本和自整角电 机一样，其组件图见图4.9， 定子绕组通过固定在壳体上 的接线柱直接引出。定子绕 组端点直接引至接线板上， 而转子绕组的端点要通过电 刷和滑环才能引出，注意定 子和转子之间的空气隙是均 匀的。气隙磁场一般为两极， 定子铁心外圆是和机壳内圆 过盈配合, 机壳、 端盖等部 件起支撑作用, 是旋转电机 的机械部分。