实验三旋转变压器

实验三旋转变压器

旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当激磁绕组以一定的频率的交流电激励时，输出绕组的电压可与转角的正弦、余弦成函数关系，或在一定范围内可以成线性关系。它广泛用于自动控制系统中的三角运算、传输角度数据等，也可以作为移相器用。

1、实验目的：

（1）研究测定正余弦旋转变压器的空载输出特性和负载输出

特性。

（2）研究测定二次侧补偿、一次侧补偿的正余弦旋转变压器

的输出特性。

（3）了解正余弦旋转变压器的几种应用情况。

2、实验设备：

3、实验项目：

（1）测定正余弦旋转变压器的空载时的输出特性。

（2）测定负载对输出特性的影响。

（3）二次侧补偿后负载时的输出特性。

（4）一次侧补偿后负载时的输出特性。

（5）正余弦旋转变压器作线性应用时的输出特性。

4、实验步骤：

图3.1 正余弦旋转变压器空载及负载实验接线图按图3.1接线。图中电源选自电源箱上400Hz专用电源，调定在60V（此电源在接上负载后可能会产生压降，因此在接上负载后注意调节电源电压到60V）。R和R L均用阻容综合元件板上的1200Ω阻值的电阻。开关S1、S2和S3选用综合开关板上的开关，D1、D2为激磁绕组，D3、D4为补偿绕组，Z1、Z2为余弦绕组，Z3、Z4为正弦绕组。开关S1、S2、和S3都在打开位置。

（1）测定正余弦旋转变压器空载时的输出特性

定子励磁绕组两端D1、D2施加60V 400Hz的额定电压，且保持不变。用手缓慢旋转刻度盘，找出余弦输出绕组输出电

压为最小值的位置，此位置即为起始零位。

在0度到180度之间每转角10度测量一次转子余弦空载输出电压U r0与刻度盘转角θ的数值。并记录表3.1中。根

据数据绘制出正余弦旋转变压器空载时的输出电压U r0与

转子转角θ的关系曲线，即U r0=F(θ)。

表3.1

（2）测定负载对输出特性的影响

在图3.1中，开关S1、S2仍打开，开关S3闭合，使正余弦旋转变压器带负载R L运行。

重复（1）中的实验方法，记录余弦负载输出电压Ur L与转角θ的数值并记录于表3.2中。根据数据绘制出正余弦旋转

变压器负载时的输出电压Ur L与转子转角θ的关系曲线，即

Ur L=F(θ)。

表3.2

(3)测量二次侧补偿后负载时的输出特性

在图3.1中，开关S1打开，S3闭合接通负载电阻R L，开关S2也闭合，使二次侧正弦输出绕组端Z3、Z4经补偿电阻R

闭合。

重复（1）中的实验方法，记录余弦负载输出电压Ur L与转角θ的数值并记录于表3.3中。实验时注意一次侧输出电流

的变化。根据数据绘制出正余弦旋转变压器二次侧补偿后负载

时的输出电压Ur L与转子转角θ的关系曲线，即Ur L=F(θ)。表3.3

（4）测量一次侧补偿后负载时的输出特性

在图3.1中，开关S3闭合接通负载电阻R L，S1也闭合，把一次侧接成补偿电路，开关S2打开。

重复（1）中的实验方法，记录余弦负载输出电压Ur L与转角θ的数值并记录于表3.4中。根据数据绘制出正余弦旋转

变压器一次侧补偿后负载时的输出电压Ur L与转子转角θ的关

系曲线，即Ur L=F(θ)。

表3.4

（5）正余弦旋转变压器作线性应用时的输出特性

图3.2 正余弦旋转变压器作线性应用时的接线图

按图3.2接线，图中R L用阻容综合元件板上的1200Ω阻值的电阻。

重复实验（1）中找到起始零位的方法，然后在-60度和60度之间，每旋转10度，记录一次输出电压U和转子转角θ的数值，并记录在表3.5中。根据数据绘制出正余弦旋转边器作线性应用时输出电压U与转子转角θ的关系曲线，即U=f(θ)。

表3.5

5、实验报告：

（1）根据表3.1数据绘制出正余弦旋转变压器空载时的输出电压U r0与转子转角θ的关系曲线，即U r0=F(θ)。

（2）根据表3.2数据绘制出正余弦旋转变压器负载时的输出电压Ur L与转子转角θ的关系曲线，即Ur L=F(θ)。

（3）根据表3.3数据绘制出正余弦旋转变压器二次侧补偿后负载时的输出电压Ur L与转子转角θ的关系曲线，即Ur L=F(θ) （4）根据表3.4数据绘制出正余弦旋转变压器一次侧补偿后负载时的输出电压Ur L与转子转角θ的关系曲线，即Ur L=F(θ)。

（5）根据表3.5数据绘制出正余弦旋转边器作线性应用时输出电压U与转子转角θ的关系曲线，即U=f(θ)。

6、思考题：

（1）试分析旋转变压器一、二次侧补偿的原理。

（2）试分析正余弦旋转变压器作线性变压器的原理。

（3）该自整角变压器的比电压为多少？

（4）被测试自整角变压器的零位电压数值为多少？