电机多极旋转变压器误差计算的分析
安装因素对分装式旋变输出精度的影响分析
安装因素对分装式旋变输出精度的影响分析摘要:分装式旋变作为角位置反馈器件,能够和主机系统进行结构一体化设计,所以常用在现代武器系统中。
使用分装式旋变,旋变定转子需要随主机分别装配,定转子的装配误差均可能引起旋变输出精度变差。
本文根据一种分装式双通道旋变在各种安装状态下的试验情况,对各种安装误差对输出精度的影响进行了分析。
关键词:安装误差精度旋转变压器是一种控制系统常用的微电机,是利用电磁感应原理将机械转角转变成与该转角呈某一函数关系的角位置测量装置。
通常应用的旋变为一对极(两极),其定子和转子绕组中各有两个互相垂直的绕组。
由于其定子和转子的磁通分布符合正弦规律,因此当激磁信号加到定子绕组上时,转子绕组产生感应电动势输出。
双通道旋变是由一个两极(粗机)和一个多极(精机)旋变通过机械组合或磁路组合而成的,工作时通过粗精机分别完成粗角度位置和精角度位置的测量,可以有效提高测量精度。
与电位器等角位置传感器相比,双通道旋变的输出精度更高,可以比较容易地做到20″。
同时,旋转变压器在高低温、振动、冲击和过载等环境条件下具有很好的可靠性和稳定性。
基于上述原因,旋转变压器作为角位置传感器在火箭、导弹、舰船和坦克等军事领域应用广泛。
1 影响分装式旋变输出精度的装配因素在武器系统中使用分装式旋变作为角位置反馈器件,可以把旋变定转子的结构与武器系统本身的结构一体化设计,这样不但可以节省空间,还能更加灵活地进行方案设计。
使用分装式旋变,旋变定转子需要随主机分别装配,定转子的装配误差均可能引起旋变输出精度变差。
本文根据一种分装式双通道旋变的使用情况,对各种安装误差对输出精度的影响进行了分析。
可能引起分装式旋变输出精度变差的装配因素有以下几种:装配后定转子轴向错位;定转子同轴度超差;定转子垂直度超差;转子装配倾斜,联结螺钉压紧后转子变形;定子装配倾斜,联结螺钉压紧后定子变形。
下面是某双通道旋变在上述各状态下的输出精度测试结果,该产品粗机误差指标为±30′,精机误差指标为±30″。
并联运行变压器的变压比的误差解释
一、概述随着电力系统的不断发展和变革，变压器作为电力系统中重要的设备，其运行质量和稳定性就显得尤为重要。
而在实际运行中，我们经常会遇到一种情况，就是多台变压器并联运行时，变压比的误差问题。
本文将从并联变压器的变压比误差的产生原因、影响、解决方法等方面进行探讨。
二、并联变压器的变压比误差产生原因1. 工艺制造误差当生产制造变压器时，加工的重要零部件及精密部件的加工精度和制造工艺水平会直接影响变压器的变压比。
如果在制造过程中存在精度不足的情况，就会导致变压器的变压比误差。
2. 物料参数误差电磁线圈的匝数、截面积、高低压绕组的漏磁电抗等物料参数的误差，也会导致并联变压器的变压比出现误差。
3. 动能训误差由于制造、运输等环节，变压器的机械损伤、变形、绝缘老化等问三、并联变压器的变压比误差的影响1. 对电网稳定性的影响并联变压器的变压比误差，会引起并联变压器输出电压的不均匀性，从而影响电网的稳定性，对电网产生不利影响。
2. 对设备寿命的影响变压器长期工作在变压比误差的状态下，会使得变压器的励磁电流和损耗增大，从而影响设备的寿命。
3. 对负载运行的影响变压比误差会导致负载电压不平衡现象，降低了设备的利用率，并且也会对负载设备产生不利影响。
四、并联变压器的变压比误差的解决方法1. 增加调节装置针对并联变压器的变压比误差，可以增加调节装置，对变压器进行调节，使得并联变压器的变压比误差尽量减小。
2. 选用配套性能好的变压器在选用变压器时可以考虑选用性能更好的变压器，以降低变压比误差的出现概率。
3. 使用智能调节设备引入智能调节设备，通过智能系统监控并联变压器的运行状态，进一步减小变压比误差。
五、结语通过本文的探讨，我们了解了并联变压器的变压比误差产生原因、影响和解决方法。
在日常的工作和运营中，电力系统的工程技术人员应该密切关注并联变压器的运行状态，及时采取有效措施，来减小变压比误差，以确保电力系统的运行稳定性和安全性。
旋转变压器的角度误差校正系统设计
旋转变压器的角度误差校正系统设计何敏;刚煜;陈浩;吴定祥;唐立军【摘要】针对旋转变压器输出数据存在的角度误差问题,对旋转变压器校正方法进行了研究,设计并实现了旋转变压器角度误差校正系统.该系统充分利用了旋转变压器工作原理,发挥了光电编码器优势,采用了FPGA和ARM的优点,由同一电机带动光电编码器和被测旋转变压器,以FPGA+ ARM组成的控制模块读出光电编码器和被测旋转变压器的角度,并进行比较分析,测量旋转变压器的非线性误差,建立误差分析表,提出了一种根据系数进行补偿的方式,对旋转变压器的误差进行了补偿.研究结果表明,该系统能对旋转变压器的输出数据进行校正,校正前旋转变压器的角度误差最大为21.2弧分,通过该系统校正后,测角误差最大为5.3弧分,系统校正速度较快且效果明显.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2016(033)009【总页数】5页(P1140-1143,1153)【关键词】旋转变压器;校正系统;误差分析【作者】何敏;刚煜;陈浩;吴定祥;唐立军【作者单位】长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114;长沙亿旭机电科技有限公司,湖南长沙410114;长沙理工大学物理与电子科学学院,湖南长沙410114;近地空间电磁环境监测与建模湖南省普通高校重点实验室,湖南长沙410114【正文语种】中文【中图分类】TM383.2旋转变压器是一种高精度的角位移传感器，具有稳定性高、成本低、精度高等优点，在环境耐受能力和抗干扰能力上较光电编码器具有一定的优势[1-3]。
变压器用绕温度计的误差分析
变压器用绕组温度计的误差分析一．概述随着对变压器运行安全要求的不断提高，绕组温度计（以下简称温度计）作为一种运行监护元件已愈来愈广泛地应用在变压器产品上。
虽然一般温度计的使用说明中指出：“温度计内电热元件温度的增加正比于绕组与油箱顶部（油面）温度之差的增加”。
严格来说，这一说法是不确切的．因为对不同结构的变压器绕组，虽然可使电热元件内流过的电流与统组负载电流成正比，但由于电热元件与绕组的冷却条件不可能完全相同，这就使得相同的电流变化却不一定在统组和电热元件内引起相同的温度变化，换句话说，在某些情况下，温度计显示的温度可能是“虚假”的．因而有必要对温度计应用的实际情况作一分析．二．绕组温度计的工作原理统组温度计是利用“热模拟”（thermalimage）原理间接测量统组热点温度的，其主要组成部分如图1所示．温度计的主要组成部分：温包、测量波纹管及连接二者的毛细管，组成反映变压器顶层油温的测量系统；电流互感器、电流匹配器及电热元件，组成反映绕组负载电流变化的热模拟部分以及用于补偿环境温度的补偿波纹管．测量系统中注满一种体积随温度变化的液体，将该系统中的温包置于油箱顶部，以感应变压器顶层油温，顶层油温的变化，引起测量系统中液体的胀缩，导致测量波纹管的位移。
由电流互感器取得的与负载电流成正比的电流Ip经电流匹配器调整后，Ip变化为Is，加到测量波纹管内的电热元件上，该电流在电热元件上所产生的热量，使测量波纹管在原有位移的基础上产生一相应的位移增量，加大后的位移量经机械放大带动指针转动，从而在仪表上显示出对应负载电流的统组温度．若通过电热元件的电流Is所产生的热量，使测量波纹管位移变化所带来的温度增量近似等于被测绕组热点温度对变压器顶层油温（即温包放置处油温）之差，则绕组温度计所显示的温度就反映了绕组的热点温度．图2三．绕组温度计的误差分析在变压器的热计算完成以后，需要确定温度计的基准工作点，即所谓“整定”，它是以一定的绕组负载电流为基准，选取电流互感器电流比及电流匹配器系数，使基准状态下的温度计温度等于绕组的热点温度．设统组在某一基准电流Iw下的平均温升为Twa，相应油平均温升为Toa。
旋转变压器
(6 - 9)
cos k U u s1 KI sin K F sin R1q R1 Z Z sin k U u s1 KI cos K F cos R2q R2 Z L Z
(6 - 10) (6 - 11)
旋转变压器
比较以上两式, 如果要求全补偿即FR1q=FR2q 时, 则 只有Z′=ZL。 以上两式的正负号也恰恰说明了不论转角 θ是多少, 只要保持Z′=ZL, 就可以使要补偿的交轴磁势 FR2q(对应于Φq34)和另一绕组产生的磁势FR1q 大小相同, 方向相反。 从而消除了输出特性曲线的畸变。
旋转变压器
由图 6 - 5 的电路关系得
U kuU s1 R2 I R 2 Z Z Z Z sin L L U kuU s1 R1 I cos R1 Z Z Z Z
将式(6 - 9)代入式(6 - 8)得以下两式:
旋转变压器
6.3.5 原、 副边都补偿的正余弦旋转变压器 原边和副边都补偿时的正余弦旋转变压器如图 6 -
7 所示, 此时其四个绕组全部用上, 转子两个绕组接有外
接阻抗ZL和Z′, 允许ZL有所改变。 和单独副边或单独原边补偿的两种方法比较, 采用
原、 副边都补偿的方法, 对消除输出特性畸变的效果更
旋转变压器
; 通过Z3-Z4绕组的电流为 I 产生的磁势为 F R1 生磁势为 F
R2
, ［证明］ 设K为常数, 通过Z1-Z2绕组的电流为 I R1
,则 FR1=KIR1 FR2=KIR2 (6 - 7)
R2
,产
由图 6 - 5知, 交轴磁势为
FR1q=FR1sinθ=KIR1sinθ FR2q=FR2cosθ=KIR2cosθ (6 - 8)
基于双通道旋转变压器的高精度测角系统设计
基于双通道旋转变压器的高精度测角系统设计崔建飞;孙凤鸣【摘要】为实现伺服电机驱动回旋机构应用中的角秒级的角度测量精度.选用电气误差小于±10″的无刷双通道旋转变压器作为角度位置传感器,设计了双通道旋转变压器的激励及解算电路,通过数字信号处理器(Digital SignalProcessor,DSP)TMS320F28335读取解算电路输出的角度位置.与传统的无刷双通道旋转变压器角度解算电路相比较,可以有效减少软件算法中数据整合和纠错部分的工作量.实验结果表明该系统能稳定输出高质量的角度位置指示信号.适用于伺服电机定位控制等需要高精度角度位置反馈的场合,具有可靠性高、精度高、软件开销少的优点.%The aim of this study was to implement high precision angel measurement of rotary device. Two speed resolver which electrical error is less than ± 10″ was utilized to as angle position angle. Powering and decoding circuits were designed for the two speed resolver. The angle information was then read by Digital Signal Processor (DSP)TMS320F28335. Compared with other decoding methods of two speed resolver,this study can reduce software consumption on data integration and error correction. The results we obtained demonstrate this system could output high quality angle position indication signal with features of high precision,high reliability and simply coding.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2018(026)011【总页数】5页(P136-139,144)【关键词】角度测量;双通道旋转变压器;双通道轴角数字转换模块;TMS320F28335【作者】崔建飞;孙凤鸣【作者单位】天津津航计算技术研究所天津300300;天津市航空电子综合显示控制重点实验室天津300300;天津津航计算技术研究所天津300300;中国民航大学中欧航空工程师学院,天津300300【正文语种】中文【中图分类】TN79+2在运动系统的精密控制领域，角度位置的测量至关重要，常用的角度位置传感器包括光电编码器[1]、霍尔传感器[2]、旋转变压器[3]（以下简称旋变）等种类。
变压器负载损耗测量误差的分析
变压器负载损耗测量误差的分析【摘要】由于变压器的负载功率因数较低，额定电流较大，所以在变压器的负载损耗测量过程中会产生较大的测量误差。
这里详细分析了产生误差的原因，并指出误差校正的方法。
【关键字】变压器损耗相位差短路功率因数误差【前言】变压器的负载损耗是变压器的重要性能指标，它一方面表示变压器在运行期间的效率，另一方面表明变压器设计制造的性能是否满足用户或标准的要求。
在变压器的设计、制造、运输、安装和运行维护的全过程中，变压器损耗测量是变压器质量管理的重要内容之一。
由于大型变压器的负载功率因数较低，额定电流较大，损耗测量将会产生较大的测量误差。
所以，互感器的相位差、试验线路的导线截面积、短路工具所选的电流密度、仪表的消耗功率和短路电压的大小等都会造成负载损耗测量的误差。
1 变压器的负载损耗测量系统1.1 变压器的负载损耗变压器的负载损耗，一部分是电流通过绕组产生的电阻损耗，另一部分是由于漏磁通引起的各种附加损耗。
附加损耗是绕组导线在交变磁场作用下产生的涡流损耗和漏磁通穿过绕组压板，铁心夹件，油箱等结构件产生的杂散损耗。
变压器的负载损耗偏离预定值往往表示变压器内部可能存在某种不正常，需要进行分析，确定是否有故障，另一方面变压器厂家针对降低损耗而采取的选用优质材料和结构的改进措施也需要通过损耗的测定来验证，若试验不能保证有较高的准确度，很有可能不能正确判断所采取的降低损耗措施的效果。
准备进行温升试验的变压器也要在额定容量下的最大损耗分接测量负载损耗和阻抗电压，给温升试验提供证据。
判定产品负载损耗是否合格的允许偏差为不大于15%，但没有规定负载损耗测量系统的测量误差，尽管如此负载损耗测量系统的测量误差也应控制在某一范围内，并要尽量减小这一误差，因为该误差对判定产品是否合格关系重大。
1.2 变压器负载损耗测量系统变压器负载损耗测量系统目前使用最多的仍是传统的仪表测量系统，仪表测量系统由高压电流互感器，电压互感器，瓦特表，电压表，电流表等组成，其测量误差由上述测量仪器，仪表的测量误差所决定。
变压器测温系统误差分析及处理措施
变压器测温系统误差分析及处理措施摘要：主要介绍了目前上海220kV及以上变电站内主变本体温度测量系统及远方测温系统，同时介绍了主变油面温度计及绕组温度计的设计原理，分析了主变测温系统的误差原因并结合现场实际情况提出了具体处理措施。
关键词：油面温度计；绕组温度计；变压器；远方测温1、前言：在输配电电网中，变电站变压器油温是其安全运行的重要指标之一，变压器测温系统便是专门用于变压器油温的监视，反映绕组的工作情况，并可高温报警、自动投切冷却器及高温跳闸，其温度测量的准确性及温度表开关接点的正确动作率直接影响到变压器的安全稳定运行，因此必须给予足够的重视。
2、主变本体测温系统一般情况下，220kV 及以上变压器本体配有三套油温计，两套油面温度计和一套绕组温度计。
2.1油面温度计原理油面温度计主要由弹性元件、毛细管和感温包三部分通过焊接组成一个密封系统，油面温度计便是利用这密封系统内部所充的感温介质受温度变化而产生的压力变化通过毛细管传至表内的弹性元件，使弹性波纹管端部产生角位移来带动指针指示被测温度值，并驱动微动开关来控制相关辅助接点的一套设备。
2.2绕组温度计原理绕组温度计在线测量方法按照不同原理可分为三种：直接测量法、间接测量法和热模拟测量法。
目前，普遍运用的绕组温度计是基于热模拟测量法的原理进行设计的。
基于热模拟测量法原理设计的绕组温度表是在一个油面温度计的基础上，配备一套电流互感器和一台电流匹配器以及一个电热元件来组成的。
绕组温度表弹性元件的位移量是由变压器顶层油温和变压器负荷电流共同决定的，其工作原理是在油面温度计读数的基础上，当变压器带上负荷后，通过CT输出的与负荷成正比的电流，经电流匹配器调整后流经电热元件，使电热元件发热。
其所产生的热量使弹性元件的位移量增大。
3、远方测温系统远方测温系统由温度计本体（指针表和铂电阻）和电子模块（变送器或温显仪）两个部分组合而成。
由图3可见，双支铂电阻可分别向变送器和温显仪同时提供独立的Pt100信号。
旋转变压器是如何工作原理解答
场将在二次测即转子两个输出绕组感应出变压器电动势。
03
正余弦旋转变压器
输出绕组的感应电动势在时间上时同相位的，其有效值和该绕组的
位置有关。
当θ=0时，如同一台普通的双绕组变压器，可得定子转子的感应电
动势为
=4.44f ϕ ≈
忽略了定子绕组漏阻抗和电阻的压降
=4.44f ϕ =
= =
为等效集中绕组的匝数
若转子绕组轴线偏离励磁绕组轴线位置，夹角为θ时，绕组所受匝
链磁通的幅值为
ϕ =ϕ cosɑ
03
正余弦旋转变压器
可得转子绕组的电动势为
=4.44f ϕ =4.44f ϕ cosɑ
由此可得，旋转变压器和普通变压器的不同之处在于，普通变压器总有一次侧和二次侧
线圈的互感为最大且保持不变，旋转变压器正是利用转子相对定子的转角的不同以改变一
次侧二次侧线圈之间的互感来达到输出电势和转角成正余弦函数关系。从而得到输出电动
势
= cosɑ= cosɑ ≈ cosɑ
定子励磁绕组（引线端为1 −2 ）和定子交轴绕组（又叫补偿绕组，引线端为3 -4 ）。转
子上两套绕组分别为正选输出绕组和余弦输出绕组。有时也可以在转子上励磁
结构示意图
电气示意图
03
正余弦旋转变压器
结构上，旋转变压器定子、转子和绕线式异步电机类似，定子绕组通过固定在机壳上的接线柱直
接引出。定子和转子之间的空气隙是均匀的，气隙磁场一般为两极。
转变压器是较好的选择。
04
旋转变压器的使用
旋转变压器在塑料机械上的应用主要以注塑机和塑料挤出机械为主，在注塑机上面主
旋转变压器详解
旋转变压器（重点在于输入输出的关系）伺服传感器按被测量分类：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、电流传感器。
位移传感器、速度传感器、加速度传感器各有直线和旋转角度的两种方式。
（1）旋转变压器概述⒈⒈旋转变压器的发展旋转变压器用于运动伺服控制系统中，作为角度位置的传感和测量用。
早期的旋转变压器其输出，是随转子转角作某种函数变化的电气信号，通常是正弦、余弦、线性等。
作为角度位置传感元件，常用的有这样几种：光学编码器、磁性编码器和旋转变压器。
由于制作和精度的缘故，磁性编码器没有其他两种普及。
光学编码器的输出信号是脉冲，由于是天然的数字量，数据处理比较方便，因而得到了很好的应用。
早期的旋转变压器，由于信号处理电路比较复杂，价格比较贵的原因，应用受到了限制。
因为旋转变压器具有无可比拟的可靠性，以及具有足够高的精度，在许多场合有着不可代替的地位，特别是在军事以及航天、航空、航海等方面。
和光学编码器相比，旋转变压器有这样几点明显的优点：①无可比拟的可靠性，非常好的抗恶劣环境条件的能力；②可以运行在更高的转速下。
（在输出12 bit的信号下，允许电动机的转速可达60,000rpm。
而光学编码器，由于光电器件的频响一般在200kHz以下，在12 bit时，速度只能达到3,000rpm）；③方便的绝对值信号数据输出。
⒈⒉旋转变压器的应用这些年来，随着工业自动化水平的提高，随着节能减排的要求越来越高，效率高、节能显著的永磁交流电动机的应用，越来越广泛。
而永磁交流电动机的位置传感器，原来是以光学编码器居多，但这些年来，却迅速地被旋转变压器代替。
可以举几个明显的例子，在家电中，不论是冰箱、空调、还是洗衣机，目前都是向变频变速发展，采用的是正弦波控制的永磁交流电动机。
目前各国都在非常重视的电动汽车中，电动汽车中所用的位置、速度传感器都是旋转变压器。
例如，驱动用电动机和发电机的位置传感、电动助力方向盘电机的位置速度传感、燃气阀角度测量、真空室传送器角度位置测量等等，都是采用旋转变压器。
一种旋转变压器误差分析和校正方法
Ｏ 引 言
旋转变压器具有 稳定性 好 、 成 本低 、 精度 高 、 抗 干 扰性强等优点 ， 是一种广泛应用 的角位移传感器 ， 在 机 器人控制 、 转 台控制 、 工业机 床 、 目标 跟踪 等领 域都起 着重要 的作用 …。旋转变压器作为控制系统 中角位 置 和角速度 的测量反馈 装置 ， 其 精度 高低决 定 了控制效 果 的好坏 ， 然而 ， 由于 自身制 造安装 、 励磁 信号 失真 以 及存在谐波干扰等原 因 ， 旋转 变压器 的输 出信 号不 可
误差值， 结合通用全局优化算法的曲线拟合方法计算出误差模 型参数。通过与其他三个模型的拟合误差进行 比较 ， 该模
型 的拟合误 差最 小 ， 平 均 拟合误 差小 于 ０ ． ０ ５ ” 。实 验结 果证 明该模 型具 有很 好 的拟合 效果 ， 可 以提 高误差 补偿 校正 精度 。 关键 词 ： 旋 转变 压器 ； 误差 模型 ； 曲线 拟合 ； 误差 校 正
作者简介： 山 丹（ １ ９ ８ ７ － ） ， 女， 陕西咸 阳人 ， 硕士研究生 ， 研究方 向为硬件电路设计及伺 服控制系统 ； 胥效 文 ， 教授 ， 研究 方向为控制 系统性 能 评估及环境系统工程 ； 史忠科 ， 教授 ， 博士生导师 ， 研究方 向为控制工程和交通管理 。
网络出版地址 ： ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｅ ｔ ／ ｋ ｃ ｍ ｓ ／ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ／ ６ １ ． １ ４ ５ ０ ． Ｔ Ｐ ． ２ ０ １ ３ １ １ ２ ９ ． １ ０ ０ ６ ． ４９ ０ ． ｈ ｔ ｍ ｌ
山 丹 ， 胥 效文 ， 史忠科
（ 西北工业大学 自 动化学院， 陕西 西安 ７ １ ０ １ ２ ９ ）
多极旋转变压器信号的软件解调实现
计算机技术应用
多极旋转变压器信号 的软件解调实现
陈晓 曾 吕常波
（ 中航工业空空导弹研 究院，河 南 洛阳 ４ １０ ） ７ ０ ９
摘 要 ：针对多极旋转变 压器信 号采用 软件进行解调实现 时遇到 的四个 问题 ：相位漂移 、噪声干扰 、相位调整和实
ｅ ＝ｋ ｉｃ ｃｓＯ ｕ ｓ ｏ ｏ（ ） ｎ ｔ
根 据 或 ， 号可 以求 得精 机 角 ，根据 信
或ｅ 信 号可 以求得粗机角Ｏ，由于精机 角将 ｃ
轴 角 放 大 了 ｉ倍 ，其 测 角 精 度 比粗 机 信 号要
调可 以通过 硬件 实现 ，也可 以用 软件 实现 。在某 些特 定应用 场合 ，出于 结构尺 寸 、成本 等 考虑 ， 需要通 过软 件 实现旋 转变 压器 信 号 的解 调 。本文 详细 讨论 了多 极旋转 变压 器信 号 软件解 调 实现 时
时性 ，给出了详细的分析和有 效的解决办法 ，具有 良好 的工程应用价值 。 关键词：伺服系统；多极旋转变压器 ；软件解调 中图分类号：Ｔ ４ ３ Ｔ９ １ ５ 文献标识码 ：Ａ 文章编号：１ ７－ ８ １（０ ０ ２０ ２ ０ Ｍ ０ Ｍ ２ ． ４ １ ６ ２ ４ ０ ２ １ ）０ － ２ － ３
到粗 机 角 与 精机 角 。 甜 ｒ 与 、 、 和 信
号准 同 步 采 样 ， 如 果 几 个 信 号 的采 样 间 隔 时 间 足 够 小 ， 作 比可 以得 到 公 式 （ ） ３ ，显 然 粗 机 或 精 机 角 只 与 ｋ有 关 。ｋ可 以事先 通 过 试 验 获得 。
成 解调 ，得 到轴 角 。但 实 际应 用 中存 在下 面 四个 问题 需 要加 以解 决 ：相位 漂移 问题 、噪声干 扰 问
21位双通道旋转变压器解码及测试数据分析
21位双通道旋转变压器解码及测试数据分析刘红伟;范永坤;何勇【摘要】设计了一种基于CPLD的21位分辨率双通道旋转变压器的解码及精度测量方案.通过CPLD对AD2S82A解码输出的两路并行16位数据进行读取、纠错、编码、输出,最后输出21位角度信号,这样整个测角系统就成为了主系统的一个外设.实验中搭建测试平台,用自准直仪和多面棱镜对该测角系统精度进行测量.结果表明,测角误差均方根值达到20″,经系统误差修正后整个系统测角误差均方根值达到9.46″.最后本文对测角系统的系统误差产生原因进行了分析.%A scheme of an angle measurement circuit for the two-speed resolver is designed, which includes the decoding and measurement of the precision. The 16-bits data of parallel communication of the two AD2S82A is read, corrected, and assembled by CPLD. According to the requirement of the main system, the CPLD completes the pretreatment of the data from the AD2S82A and outputs the parallel data of the angle information, the bits of which are up to 21-bits. With the CPLD, this angle measurement system becomes one single peripheral of the main system. A scheme of measurement test is carried out with collimator and prism in the laboratory. The results achieve the designed functions of the scheme completely and the error by Root Mean Square (RMS) of the single angle measurement circuit is 20 arcseconds, which reaches 9.46 arcseconds after correcting the systemic error with software. Lastly, the causations of the systemic error of the angle measurement circuit are indicated.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2012(039)011【总页数】7页(P144-150)【关键词】双通道旋转变压器;CPLD;自准直仪【作者】刘红伟;范永坤;何勇【作者单位】中国科学院光电技术研究所,成都610209;中国科学院光电技术研究所,成都610209;中国科学院光电技术研究所,成都610209【正文语种】中文【中图分类】TN14无刷旋转变压器承受高、低温，抗冲击和振动的能力要大大强于光电编码器，且采用环形变压器结构避免了电刷的使用，因此永磁交流伺服电动机的位置与速度传感元件多选用无刷旋转变压器[1]。
第七章 旋转变压器 2
旋转变压器，如利用正余弦旋转变压器进行坐标变换、角度检测等，这已
在数控机床及高精度交流伺服电动机控制中得以应用；另一类是随动系统 中角度传输用旋转变压器，这与控制式自整角机的作用相同，也可以分为
旋变发送机、旋变差动发送机和旋变变压器等，只是利用旋转变压器组成
的位置随动系统，其角度传送精度更高，因此多用于高精度随动系统中。
S3
7.2.2输出特性的补偿
2．一次侧补偿的正余弦旋转变压器
定子交轴绕组 S3 S 4 对交轴磁通来说 是一个阻尼线圈。因为交轴磁通在绕组
S3 S 4 中要产生感应电流，根据楞次
定律，该电流所产生的磁通是反对交轴
磁通变化的，因而对交轴磁通起去磁作 用，从而达到补偿的目的。
图7-6 一次侧补偿的正余弦旋转变压器
7.2.1正余弦旋转变压器的工作原理
励磁磁通在励磁绕组S1-S2、正弦绕组R3-R4和余弦R1-R2中感应电势分别为
Ef 4.44 fN 1 k W1 m
Ec 4.44 fN 2 k W2 m cos Es 4.44 fN 2 k W2 m cos(90 ) 4.44 fN 2 k W2 m sin
Es K uU f sin Is Zs ZL Zs ZL Ec K uU f cos Ic Zc Z Zc Z
此时，转子绕组中的电流 I s 和 I c 分别为
在正、余弦绕组中产生的磁场分别为
K uU f sin θ cos θ Zs Z L K uU f cos θ Bcq Bc sin θ K sin θ Zc Z Bsq Bs cos θ K
2 将 Esqs jI s x m cos
旋转变压器的主要性能指标及影响因素
旋转变压器的主要性能指标及影响因素1.正弦-余弦函数误差(1)定义：指当转子在任一位臵时，副方输出电压与理想的正弦或余弦曲线的偏差。
也称扩大精度误差。
(2)影响因素a)绕组分布b)定、转子间的槽(数)配合c)铁心的饱和度d)机械加工不良而引起的如偏心、定子内圆和转子外圆的椭圆等e)导磁材料的各向磁导率不一致而引起的磁路不对称等2.正交电压(1)定义：当副方开路，原方任一绕组一额定电压和额定频率励磁时，另一原方绕组的端电压。
(2)影响因素a)定子两绕组分布不良，使得磁轴在空间不严格正交b)由于导磁材料的各向磁导率不一致而引起的磁轴偏移c)机械加工不良而引起的如偏心、定子内圆和转子外圆的椭圆而引起的磁路不对称等3.零位分布误差(1)定义：当原方一相绕组一额定电压额定频率励磁，而另一相绕组短路，两个副方绕组的输出电压为最小时，转子的四个位臵分别与0°、90°、180°、270°之差。
4.电压比/变比/变压比(1)原方某一绕组以额定电压和额定频率励磁，另一绕组短路，副方绕组与励磁绕组处于最大耦合时，输出电压与输入电压之比。
(2)影响因素a)绕组本身匝数不对称或阻抗不等都会引起b)环境温度及电机本身的温度变压，使得原方绕组的电阻随之变化，导致原方绕组压降改变，结果使得电压比改变c)若输入电压超出额定值并使定子铁心达到饱和状态(因为旋转变压器都设计成低磁密的，故在一般使用情况下，是很少出现的)d)当没有补偿绕组或没有外电路补偿的情况下，频率的变化导致变压比变化5.相位移(1)定义：原方输入电压与副方输出电压在时间相位上的差异。
旋转变压器的相位移都是超前的。
(2)影响因素a)相位移的大小依赖于旋转变压器本身的阻抗，在高阻抗的产品中，相位移较小。
b)温度变化：温度上升时，原方电阻增大，相位移随之增大c)频率变化：频率增高时，相位移随之减小。
d)在高频和较大机座号的产品，温度变化对相位移的影响不大，而频率变化却对相位移有很大影响。
变压器功率测量中的误差分析
１系统误差
在 变 压 器功 率 测 量 时 ，正 确 选 择 试 验 设备 和 试 验 线路 、细 心 认 真地 按 照规 定 操 作 、有 足 够 大的 电源 容 量 ，三 相对 称 得 试 验 电压 和稳 定 的 工 作 频 率 ， 以避 免 随 机 可 误 差小 于 系统 误 差 ，但 对 系统 的误 差 却 不 能 减小 ，因 此 对 系 统 误 差 进行 校 正 是 十 分 必 要 的步 骤 ，否 则试 验结 果 中会 有 比较 大 的误差。 下 面 以 不带 互 感 器的 变 压 器的 功 率 测
维普资讯
：
Ｓｃｉ ｃｅ ａ Ｔｅ ｅｎ ｎｄ ｃｈｎｏ ｏｇ ｌ ｙ Ｃｏｎｓｕ ｔｎｇ ｌ ｉ Ｈｅｒ ｄ ａｌ
工 业 技 术
变 压器 功 率测 量 中 的误 差分 析
霍ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 军
（ 电能（ 北京） 产品认证 中心有 限公 司 ）
摘 要： 本文通过 已定 的系统 误差 ，未定 系统 误差两个方面来 分析 了变压 器在功 率测量 中所 引起的误差及校正 ， 以二 瓦特表测量变压 并 器功率的方法为例 ， 出了误差 的大小范 围。使 变压 器的制造和使用行业 在测 量功率时 ， 给 能够通过采取 正确的接线方法 、校正措施以及 选 择仪器仪 表的精 度等办法 ， 使测量结果 更接近 真实值 。 关键 词： 误差 二瓦特表法 功率测量 中图分类号 ： Ｍ４ ｌ Ｔ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： ６ ３ ０ ３ （０ ７０ （） ０ ｌ— ２ １ ７ — ５ ４ ２ ０ ）９ｂ 一 ｌ ８ ０
＝
外， 还要 考虑 互感 器相 位差 的影 响。 三 相 变 压 器 的 空 载 试 验 可 以 采 用 二瓦 特 表 法 或 三 瓦 特 表 法 。 采 用 二 瓦 特 表 法 式 中 ： 一为 电压线路的 电阻 ， Ｒ 瓦特表 的读 时 ，由于 三相 磁 路 和 三 相 励 磁 电压 的 不 对 数为 ： ＝Ｐ＋ｃ‘ ， 式 中 ／ 为仪表 损 ，／ 称 ，将对 空 载 损 耗 和 空 载 电流 的 测 量 造 成 耗 功 率。 定的误差 。 由此 可以 看 出 ， 图 ２ 的接 法只 有仪表 按 下 面 通 过 常 用 的 二 瓦 特 表 法 测 量 变压 的 损耗 ， 有 电流 线路 的 的损 耗 ， 图 ｌ的 器 的 功 率 为 例 来 分析 其 误 差及 其 校 正 ，由 没 按 接 法 则 只有 线 路 的损 耗 ， 有 仪表 的损 耗 。 向量 图可知有 功功率为 ： 没 从以 上 分析 可 以看 出 ， 法不 同 时 ， 接 瓦 、ｌ Ⅳ＋ｗ２ ｕＩ ｓ ＝ｕ ｖｕ ｏｑ＋３ ） ｃ ０ ＋ｕｗ１ ｓ＇ ０ ｗｃ （ ・３） ｏ／ 特 表 的 示值 是 不 同 的 。 图 ２ 的接 法 如 果 不 减 仪表 的 损耗 ， 造成 的误 差是 比较 大 的 ， 因 式中 ｗ ， ｗ， 和 分别 是第一 块和 第二块 此 ， 负 载功 率 不大 或精 密 测 量时 ， 表 的 瓦特 表 的 示值 。此 外 有线 电 压 在 仪
正余弦旋转电压器的误差
旋转变压器误差产生原因及其改进方法简述旋转变压器是计算装置中的重要元件，是一种精密元件，具有高精度、高稳定性、高可靠性和良好的机械性能，近年来越来越广泛应用于数据传输、信号检测系统中。
我厂也有多种该类型产品。
旋转变压器是指这一类电感应元件：当起原方在额定频率和额定电压励磁时，其副方输出的电压与转子的回转角成正弦、余弦或线性函数关系。
旋转变压器可以用来求解三角问题、数据传输和作为移相器、信号检测使用。
因此，旋转变压器是包括有多种类型的产品。
传统结构形式的旋转变压器的定、转子上各有一对而在空间位置上互相垂直的绕组，分别放置于由坡莫合金或硅钢片叠成的定子和转子铁心槽中。
一般认为激磁绕组放置于定子上可以提高元件的精度，如果元件处于转子是连续旋转的工作状态下，则希望将激磁绕组放置于转子上，这可以减少一对电刷和滑环，这是因为为了改善旋转变压器的工作精度，激磁一方的正交绕组在一般情况下是短接的。
旋转变压器主要技术指标及影响因素：正交电压：当副方开路，原方任一绕组以额定电压和额定频率励磁时，另一原方绕组的端电压。
影响正交电压的因素：定子两绕组分布不良，使得磁轴在空间不严格正交；由于导磁材料各向磁导率不一致而引起的磁轴偏移；由于偏心和转子外圆、定子内圆椭圆而引起的磁路不对称等。
零位分布误差：是指当原方一相绕组以额定频率励磁，而另一相绕组短路，两个副方绕组的输出电压为最小时，转子的四个位置分别与0°、90°、180°、270°之差。
我国原引进前苏联早些年电机对此有要求，美国电机则不做要求。
电压比：或称变比、变压比，是指原方某一绕组以额定电压和额定频率励磁，另一绕组短路，副方绕组与励磁绕组处于最大耦合时，输出电压与输入电压之比。
影响电压变比误差的因素很多：绕组本身匝数不对称或阻抗不等都会引起电压比误差；环境温度及电机本身的温度变化，使得原方绕组的电阻随之变化，导致原方绕组压降改变，结果使得电压比改变；若输入电压超出额定值并使定子铁心达到饱和状态，也会影响电压比的变化；在没有补偿绕组或没有外电路补偿的情况下，频率的变化对变比也有影响。
电机旋变偏差
电机旋变偏差是指电机旋变角值和电控旋变值之间的差异。
这种差异可能由多种因素导致，包括机械结构因素、电气特
性因素和温度变化因素等。
机械结构因素如轴承的轴向游隙、安装偏差等会对旋转部件的定位精度造成直接影响。
电气特
性因素如转子电阻不均、定子电感齿数分布不均匀等也会对
电机的误差产生影响。
此外，温度变化会对电机的结构和电
气特性造成影响，并可能导致机械位移和热膨胀等因素，进
一步影响电机旋变偏差。
电机旋变偏差的具体数值应根据实际情况进行评估，但一
般来说，电机旋变角值和电控旋变值之间的差异不能过大，
否则可能会导致电机运行不稳定、效率低下、甚至损坏等故障。
因此，在电机设计和运行过程中，应对电机旋变偏差进
行严格控制，以确保电机的正常运行和性能稳定。
电机多极旋转变压器误差计算的分析
多极旋转变压器误差计算的分析多极旋转变压器电气误差计算方法，GJB2143—94国家军用标准《多极和双通道旋转变压器通用规范》规定，以基准电气零位为参考点，在所测正、负各点偏差中，取其中绝对值最大偏差作为电气误差。
而多极旋变老技术标准却规定，取其中各点正、负最大的偏差绝对值之和的1／2作电气误差。
二者误差计算方法截然不同。
本文对这两种计算方法进行比较与分析。
1误差表示方法在误差测量中，有两种误差表示方法：一种是绝对误差法，一种是相对误差法。
绝对误差法，一般只说明测量值与实际值的偏离程度，不能说明测量的准确度。
而多极旋变老技术标准，采用的则是绝对误差法，它表示的电气误差，代表的是测量值偏离0″是多少值，且不管它测量时参考点如何取，测出的结果都是一样的。
即1台电机造定后，它的绝对误差基本上是一个不变量。
但它并不代表相对于基准电气零位的准确度是多少，相对误差法则只代表相对于基准电气零位的准确度是多少，国军标GJB—2143—94，采用的便是相对误差法，它表示的电气误差，便是表示相对于基准电气零位的准确度是多少。
例如，1台绝对误差为10″的多极旋变，选用不同的参考点测试，它可由｜－10″｜＋｜＋10″｜之和的1／2得到10″，也可由｜0″｜＋｜－20″｜之和的1／2得到10″等。
如果｜0″｜＋｜－20″｜情况刚好是以基准电气零位为参考测试出现，尽管电机标明的电气误差为10″，但实际使用时将会产生－20″的误差，这就是绝对误差法不能表明准确度的原因。
如果用国军标相对误差法，该电机的电气误差则应标为20″，这样它的准确度就很明确了。
使用中，只要以基准电气零位为参考点，它产生的误差，绝对不会大于电机标明的20″。
即从误差表示的角度来看，国军标GJB－2143－94规定的误差计算方法更合理，它符合使用实际，对用户有利。
而老技术标准规定的误差计算方法，既使知道了产品的电气、误差是多少，使用中也可能大大超过这个要求，不科学。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
多极旋转变压器误差计算的分析
多极旋转变压器电气误差计算方法，GJB2143—94国家军用标准《多极和双通道旋转变压器通用规范》规定，以基准电气零位为参考点，在所测正、负各点偏差中，取其中绝对值最大偏差作为电气误差。
而多极旋变老技术标准却规定，取其中各点正、负最大的偏差绝对值之和的1／2作电气误差。
二者误差计算方法截然不同。
本文对这两种计算方法进行比较与分析。
1误差表示方法
在误差测量中，有两种误差表示方法：一种是绝对误差法，一种是相对误差法。
绝对误差法，一般只说明测量值与实际值的偏离程度，不能说明测量的准确度。
而多极旋变老技术标准，采用的则是绝对误差法，它表示的电气误差，代表的是测量值偏离0″是多少值，且不管它测量时参考点如何取，测出的结果都是一样的。
即1台电机造定后，它的绝对误差基本上是一个不变量。
但它并不代表相对于基准电气零位的准确度是多少，相对误差法则只代表相对于基准电气零位的准确度是多少，国军标GJB—2143—94，采用的便是相对误差法，它表示的电气误差，便是表示相对于基准电气零位的准确度是多少。
例如，1台绝对误差为10″的多极旋变，选用不同的参考点测试，它可由｜－10″｜＋｜＋10″｜之和的1／2得到10″，也可由｜0″｜＋｜－20″｜之和的1／2得到10″等。
如果｜0″｜＋｜－20″｜情况刚好是以基准电气零位为参考测试出现，尽管电机标明的电气误差为10″，但实际使用时将会产生－20″的误差，这就是绝对误差法不能表明准确度的原因。
如果用国军标相对误差法，该电机的电气误差则应标为20″，这样它的准确度就很明确了。
使用中，只要以基准电气零位为参考点，它产生的误差，绝对不会大于电机标明的20″。
即从误差表示的角度来看，国军标GJB－2143－94规定的误差计算方法更合理，它符合使用实际，对用户有利。
而老技术标准规定的误差计算方法，既使知道了产品的电气、误差是多少，使用中也可能大大超过这个要求，不科学。
2产品生产和测试
从误差表示的角度看，老技术标准用绝对误差法计算电气误差不科学，不符合使用实际。
但从评判产品质量上看，老技术标准绝对误差法合理，而国军标相对误差法反而不合理。
因绝对误差法评定产品的质量是客观的，1台电机的误差是多少就是多少，不会因测试时选择的参考点不同而发生变化。
相对误差法评定产品质量则带有很强的主观性，1台电机，测试选定不同的基准电气零位，测出的电气误差是不一样的。
即1台绝对误差合格的电机，它的相对误差不一定合格。
相对误差不合格的电机，也不一定相对误差就不能合格。
只要合理地选择基准电气零位，相对误差不合格的电机也可变合格。
由此给测试工作带来很大麻烦。
如果测试人员简单按技术条件办事，相当于提高了对产品的要求，将造成大量的废品率。
为了克服这一弊病，放宽对产品的要求，测试人员在测试时，就不能简单地定一个基准电气零位，必须要待测试完后，对数据进行分析，然后选择好合理参考点作基准电气零位，以使相对误差最小，提高产品合格率。
合理参考点的选取，单通道多极旋变有多少极对数，就有多少个点可供作基准电气零位，不同变换出线标志，仍符合向量图。
若变换出线标志，可供作基准电气零位的点则增加为极对数乘4，仍符合向量图。
双通道多极旋度，变换出线标志，可在90°位置提供4个点作基准电气零位，仍符合向量图。
双通道可供选择的点比单通单少得多，
电机合格率也低得多。
当然，如果从设计和工艺入手，提高产品精度，绝对误差都是小于5″的电机，不管以何点为参考，测出的相对误差，绝不会大于10″，但这毕竟要增加投入。
3测试实例计算
以笔者测试的1台110XFS320双通道多极旋变为例，分析两种误差计算方法产生的结果。
110XFS320有关数据为：精机极对数32，电气误差≤30″；粗机极对数1，电气误差≤30′。
实测中，以基准电气零位为参考，测得精机的最大正、负偏差为－42．5″和＋8″。
按老标准，由此算出的电气误差为25．25″，合格。
按国军标，由此算出的电气误差为42．5″，电气误差由合格变为不合格。
虽然国军标用相对误差法计算电气误差更符合使用实际，但它对电机质量判断并不很合理。
这台电机电气误差不合格，并不等于不能合格。
如果把它当成单通道多极旋变，它可在32个点中重新选择合理基准电气零位。
在实测中，这32个点有如下几种偏差值：0″、＋7″、－9″、－5″、－7″、－10″、－3″、－1″、＋1″、＋6″、＋3″、－11″、－8″、－13″、－15″。
从中可以看出，选择－15″一点作基准电气零位最合理，它可使最大正、负偏差值由原来的－42．5″、＋8″，变为－27．5″、＋23″，由此算出的电气误差变为27．5″，电机由不合格变合格。
同理，从双通道多极旋变来看，只要变换粗机出线标志，就可在4个90°点重新选择合理基准电气零位。
实测中，这4个点有如下的偏差：0″、－19″、－30″、－14″。
从中可以看出，选择－14″点作基准电气零位最合理，由此算出的电气误差也可由42．5″减小为28．5″，也合格。
1为原出线标志，可选择0°作基准电气零位；2交换转子绕组R1、R2首尾，并两绕组对换，可选90°点作基准电气零位；3转子绕组R1、R2、R3、R4均首尾交换，可选择180°点作基准电气零位；4交换转子绕组R3、R4首尾，并两绕组对换，可选择270°点作基准电气零位。
向量图中括号内标识，为绕组原标识。
4两点建议
（1）为了放宽对产品的要求，以通道多极旋变生产时，粗机出线标志先不要定死。
待测试完选择好合理的基准电气零位后，再用有色套管定出标志，达到符合向量图要求，再刻上零位标记。
否则，基准电气零位没有选择余地，必然会增加电机的不合格率，这是不合理的。
（2）测试时，无论双通道还是单通道多极旋变，先都不要定零位标记，待测试完选择好合理的基准电气零位后，再刻上零位标记。
5结语
（1）国军标GJB2143—94电气误差计算采用的是相对误差法，它表明了产品的误差准确度是多少，符合使用实际，对用户有利，但它提高了对产品的要示。
（2）老标准电气误差计算采用的是绝对误差法，它只代表电机的制造质量，不表明误差的准确度，不符合使用实际，应淘汰。
（3）选择合理的基准电气零位测试电气误差，可放宽国军标对产品的要求，能使一部分电气误差不合格的电机变为合格，但增加了产品测试的工作量。
（4）按国军标定的基准电气零位非常重要，一定要以它作参考，才能保证电机标明的精度。
按老标准定的基准电气零位并不重要，使用时，用户可将电机调试到最小误差工作状
态，重定基准电气零位。