旋转变压器的工作原理及应用
新能源汽车旋转变压器工作原理与检修技巧
42-CHINA·May 栏目编辑：桂江一 ********************维修技巧新能源汽车旋转变压器工作原理与检修技巧◆文/福建省陈育彬技能大师工作室 陈育彬目前，新能源电动汽车驱动电机转子位置传感器广泛采用的类型是旋转变压器，英文单词为“resolver”，旋转变压器又被简称为“旋变”。
如果旋转变压器出现故障，电动汽车将无法上电和行驶。
为此，维修人员需要了解和掌握旋转变压器的工作原理和检修技巧。
一、旋转变压器的工作原理如图1所示，旋转变压器主要由励磁线圈(线圈A)、正弦线圈(线圈B)、余弦线圈(线圈C)以及一个形状不规则的金属转子组成。
励磁线圈是输入侧线圈，正弦和余弦线圈是空间上呈90°分布的输出侧线圈，金属转子固定在驱动电机轴上。
大部分电动汽车由电机控制器(MCU)负责监测旋转变压器的信号，根据旋转变压器输出的正弦(SINE)和余弦(COSINE)信号，MCU通过内部的旋变编码器解析后便可获得驱动电机当前的转子位置。
在点火开关置于ON 位置时，MCU输出一个交流电、一定频率的励磁信号至励磁线圈(不同车型的交流电压不一样)，励磁线圈获得励磁信号后生成一个环绕正弦线圈、余弦线圈以及不规则形状转子的磁场。
MCU监测正弦线圈和余弦线圈分别产生的正弦、余弦信号，通过比较这两个信号，MCU便能确定驱动电机转子的旋转角度、转速和旋转方向(正转或反转)。
如果旋变信号失效或丢失，车辆将无法上电和行驶。
二、旋转变压器的安装位置旋转变压器固定在电机定子上，它和转子同轴安装，北汽EU260驱动电机旋转变压器如图2所示。
2022款特斯拉Model 3四驱版前驱动电机位置传感器和后驱动电机位置传感器的类型均为旋转变压器，均为3个绕组，共6根线。
但是，早期特斯拉电动汽车驱动电机安装的不是6根图1 旋转变压器内部结构原理图线的旋转变压器，而是4根线的电机编码器(Motor Encoder)。
旋转变压器的工作原理绕组相当于变压器的一次测
旋转变压器的工作原理与绕组相当于变压器的一次侧
现代技术领域中，旋转变压器被广泛应用于许多电气设备中，如发电机、电动机等。
旋转变压器实质上是一种将机械能转换为电能的装置，其工作原理和绕组结构与传统变压器有许多相似之处。
工作原理
旋转变压器的工作原理基于电磁感应定律。
当主电机驱动旋转变压器转动时，旋转变压器内部的绕组会在磁场的作用下感应出感应电动势，从而产生电流。
这个电流会随着绕组中的导线旋转而改变方向和大小，最终传递到外部的电路中。
与此同时，转子绕组内部也会产生感应电动势，其大小和方向与定子绕组中的感应电动势相反。
通过这种方式，旋转变压器将机械能转换为电能，为电动机的正常运转提供动力支持。
绕组相当于变压器的一次侧
旋转变压器内部的绕组可以被看作是一个与传统变压器一次侧相似的构造。
绕组的设计和连接方式决定了旋转变压器性能的稳定性和效率。
通常情况下，旋转变压器的绕组由多圈绕制而成，以增加绕组的电感和磁感应强度。
值得一提的是，绕组的选材和绝缘材料的质量直接关系到旋转变压器的使用寿命和安全性。
因此，在设计和制造旋转变压器时，工程师们需要特别关注绕组的材料和制作工艺，以确保旋转变压器的稳定运行。
结语
通过理解旋转变压器的工作原理和绕组的设计，我们可以更好地利用这一电气设备为我们的日常生活和生产活动提供电力支持。
对于电力工程师和电气工作者来说，深入了解旋转变压器的原理和结构可以帮助他们更好地设计和维护电气设备，提高工作效率和安全性。
正余弦旋转变压器工作原理
正余弦旋转变压器工作原理正余弦旋转变压器（Rotary Transformer）是一种基于旋转变压原理的变压器。
它主要用于测量低频交流电压和电流，由于具有非接触性、长寿命、高精度等优点，因此被广泛应用于电力行业、铁路交通、航空航天、军事等领域。
正余弦旋转变压器主要由两个部分组成：转子和定子。
转子是一种以主磁极为基础构成的旋转式主磁场，由同步电机驱动使其旋转。
定子是一个由多个线圈组成的电路，通过感应转子的旋转磁场而产生变压信号。
正余弦旋转变压器的工作原理是基于电磁感应原理。
当通过旋转变压器的转子上的主磁场发生变化时，会产生垂直于主磁场的感应磁场。
根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场会诱导出定子上的感应电势。
因此，转子上的磁场是变化的，定子上的电势也会随之变化。
正余弦旋转变压器中定子上的多个线圈分别与转子上的主磁极相互作用，根据法拉第电磁感应定律，每个线圈就可以感应到转子上的磁场变化，进而转变成相应的电势变化。
由于转子上的主磁极旋转的正余弦波形，因此，对应于定子上的每个线圈所感应到的电势信号也将是正余弦波形。
当旋转变压器中的电流通过定子上的线圈时，根据电磁感应原理，定子上的线圈产生感应电势，与定子上的其它线圈产生的感应电势叠加在一起构成输出信号。
由于在正余弦波形相位差为90度的情况下，定子上相邻两个线圈所感应到的电势大小是不同的，因此，通过测量定子上不同位置的电势信号，可以得到电流的大小和相位。
正余弦旋转变压器的另一个重要应用是测量电压。
当旋转变压器中的电流需求不高时，可以通过测量定子上不同位置的电势信号来测量电压的大小和相位。
由于定子上不同位置的线圈所感应到的电势振幅和相位角度都与旋转变压器中输入电压大小和相位角度有关，因此，通过测量输出信号的正余弦波形就可以得到输入电压的大小和相位。
综上所述，正余弦旋转变压器是一种基于旋转变压原理的变压器，其工作原理是基于电磁感应原理。
通过旋转变压器的转子上的主磁场变化，定子上的线圈产生感应电势，从而输出正弦波或余弦波形的信号，可以用于测量电流和电压大小和相位。
旋转变压器原理种类及选用
目录
• 旋转变压器原理 • 旋转变压器种类 • 选用旋转变压器的考虑因素 • 常见问题与解决方案 • 案例分析
01
CATALOGUE
旋转变压器原理
旋转变压器工作原理
01
旋转变压器是一种基于电磁感 应原理的传感器，通过测量旋 转角度或角速度来输出电压信 号。
02
当转子转动时，磁路中的气隙 大小发生变化，从而改变线圈 的磁通量，在线圈中产生感应 电动势。
旋转变压器应用领域
工业自动化
用于测量和控制各种机械设备的旋转角 度和角速度，如伺服电机、减速机、泵
等。
汽车
用于检测车轮的角度和转速，实现车 辆的防抱死制动系统和四轮定位等功
能。
航空航天
用于测量飞行器的姿态、位置和角速 度，保证飞行器的稳定性和导航精度 。
机器人
用于机器人的关节角度和角速度测量 ，实现机器人的精确控制和自主导航 。
THANKS
感谢观看
03
感应电动势与转子的位置和转 速有关，通过测量这个感应电 动势，可以确定转子的位置和 转速。
旋转变压器分类
根据相数分类
单相旋转变压器和多相旋转变压器。单相输出一个电压信号，多相输出多个电压信号，具有更高的分辨率和精度 。
根据结构分类
接触式旋转变压器和无接触式旋转变压器。接触式旋转变压器具有较高的测量精度和稳定性，但需要定期维护和 更换易损件；无接触式旋转变压器通过光电、磁等非接触方式测量，具有较长的使用寿命和较低的维护成本。
精度和线性度
精度
选择具有高精度和低误差的旋转变压器，以 满足系统对测量和控制精度的要求。
线性度
考虑旋转变压器的线性范围和线性度，确保 其输出信号与输入信号成正比。
微特电机第四章旋转变压器
微特电机第四章旋转变压器1.引言旋转变压器是一种特殊类型的变压器，它采用旋转结构来实现变压变比的调节。
与传统的固定变压器相比，旋转变压器具有更大的灵活性和可调节性，可以适应不同负载条件下的电压需求。
本章将介绍微特电机公司研发的一款旋转变压器，包括其工作原理、结构设计、性能参数以及应用领域等内容。
2.工作原理旋转变压器的工作原理基于电磁感应定律和旋转结构的机械转动。
通过调整转子与固定绕组之间的相对位置，可以改变绕组之间的耦合系数，从而实现变压变比的调节。
当转子与绕组之间没有相对运动时，变压器的变比为1:1，即输入电压等于输出电压。
当转子旋转时，绕组之间的耦合系数发生变化，从而实现不同的变比输出。
3.结构设计微特电机的旋转变压器采用了先进的磁力平衡技术和高强度材料制成的磁芯。
磁芯的设计旨在减小磁场漏磁和铁心损耗，提高变压器的效率和性能。
同时，采用了特殊的绕组结构和绝缘材料，确保了电压输出的稳定性和可靠性。
除此之外，旋转变压器还配备了高精度的角度传感器和控制单元，用于实时监测和调节转子位置，保证变压器的稳定工作。
4.性能参数微特电机的旋转变压器具有以下主要性能参数：-额定功率：根据客户需求可定制，通常范围在1kVA到100kVA之间。
-输入电压范围：根据客户需求可定制，通常范围在220V到660V之间。
-输出电压范围：根据客户需求可定制，通常范围在0V到440V之间。
-效率：高达98%，具有较高的能量转换效率。
-变比调节范围：根据客户需求可定制，通常范围在1:1到1:10之间。
-响应时间：微秒级响应速度，适用于需要快速反应的应用场景。
5.应用领域微特电机的旋转变压器广泛应用于各种工业领域，包括：-变频器和电机驱动系统：用于变频器输出电压的稳定调节。
-电力系统：用于电网电压调节和负载均衡控制。
-物流设备和自动化系统：用于包括输送带、起重机和机器人在内的设备的电压供应和控制。
-光伏发电系统：用于光伏逆变器中的电压调节和能量转换。
旋转变压器的原理和应用
旋转变压器的原理和应用1. 引言旋转变压器是一种重要的电力设备，用于在电力系统中进行电压转换和分配。
它通过电磁感应原理，将输入端的交流电压转换成不同电压等级的输出端电压。
在本文中，我们将介绍旋转变压器的工作原理以及其在实际应用中的重要性。
2. 工作原理旋转变压器的工作原理基于电磁感应和法拉第电磁感应定律。
它由一个固定线圈（称为励磁线圈）和一个可旋转线圈（称为扼流器）组成。
2.1 励磁线圈励磁线圈由直流电源提供电流，产生一个恒定的磁场。
这个磁场会通过磁感应将旋转线圈中的磁通量改变。
2.2 扼流器扼流器是一个绕在铁芯上的线圈，可以围绕固定线圈旋转。
当励磁线圈中的磁通量改变时，它会感应出扼流器上的电动势，从而在扼流器上产生感应电流。
2.3 电磁感应当扼流器上的感应电流通过旋转线圈时，根据法拉第电磁感应定律，感应电流会在旋转线圈上产生一个磁场。
这个磁场与励磁线圈的磁场相互作用，从而在旋转线圈上产生一个电动势。
2.4 变压通过合理设置励磁线圈和旋转线圈的匝数，可以将输入端的电压转换成不同电压等级的输出端电压。
变压比即为励磁线圈匝数与旋转线圈匝数之比。
3. 应用旋转变压器在电力系统中有着广泛的应用。
下面列举了几个常见的应用领域：3.1 发电厂在发电厂中，旋转变压器被用于将发电机产生的电压升压到输电线路所需的高电压等级。
由于发电机输出的低电压不适用于长距离输电，旋转变压器的使用可以有效减少输电损耗。
3.2 输电系统输电系统中的旋转变压器被用来进行电压的升降。
在长距离输电中，高电压输电可以减少电流，降低输电损耗。
同时，在城市电网中，变压器用于将高压输电线路的电压降低到适合家庭和工业用户的电压等级。
3.3 电力系统调整电力系统调整是电力系统运行中的重要环节。
旋转变压器可以被用于在电力系统中调整电压、控制功率流动，以及平衡负载。
它们提供了更大的灵活性，使得电力系统能够适应不同的负荷需求。
3.4 实验室用途旋转变压器在电力实验室中也有着重要的应用。
简述旋转变压器的特点、结构及工作原理
简述旋转变压器的特点、结构及工作原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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简述旋转变压器的工作原理
简述旋转变压器的工作原理
旋转变压器是一种特殊的变压器，它通过改变通过变压器绕组中通电的磁场强度而实现变压的。
旋转变压器的特点是其变压比可以由旋转的定子线构成的构型，而不用更改变压器的构造来改变变压比。
另外，旋转变压器可能有一个定子绕组和多个旋转的定子绕组，它们在整个变压过程中都是不改变构造的。
旋转变压器有两个变压绕组，它们分别位于变压器的定子部分和机壳中。
当外部源供电给变压器的定子绕组时，定子绕组中产生的磁场将电磁感应作用到变压器的旋转绕组，导致相应的电流通过定子绕组和旋转绕组，从而变压器完成变压作用。
此外，旋转变压器也可以采用具有多种初始构造的绕组，以便实现不同变压比的变压效果。
另外，旋转变压器也可以根据需要更改最终的变压比。
旋转变压器具有操作简单、体积小、重量轻、变压比高、效率高等优点，因此在一些特殊场合中，它的使用是非常普遍的。
- 1 -。
旋转变压器的组成及工作原理
旋转变压器的组成及工作原理
旋转变压器是一种将电能转换为机械能的装置，由固定线圈和旋转线圈组成。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律。
旋转变压器的组成包括：
1. 固定线圈：由若干匝绕组组成，通过外部电源输送电流。
它是固定不动的部分。
2. 旋转线圈：通常位于固定线圈的中央，通过轴承连接到旋转部分。
旋转线圈是由若干匝绕组组成的线圈，它会旋转。
3. 磁场：固定线圈和旋转线圈中通电产生的电流会生成磁场。
该磁场通过铁芯传导。
工作原理如下：
1. 当固定线圈通电时，产生一个磁场。
这个磁场会穿过旋转线圈并产生感应电动势。
2. 旋转线圈在磁场的作用下，会受到扭矩的作用而旋转。
3. 当旋转线圈转动时，它会在电枢上生成感应电流。
该电流通过外部负载，从而将电能转换为机械能。
4. 旋转线圈的转动使固定线圈中的磁场也发生变化，从而使感应电流在固定线圈中产生。
旋转变压器可以通过调整固定线圈和旋转线圈的匝数比例来达到变压效果。
根据不同的应用需求，可以设计不同的匝数比例，以实现所需的输出电压。
电机旋转变压器工作原理
电机旋转变压器工作原理1.电机驱动部分：电机驱动部分主要由电机和电源组成。
电机通过转子的转动来驱动旋转变压器的转子旋转。
电源为电机提供直流电源。
2.旋转变压器部分：旋转变压器由两个主要部分组成，即固定部分（或称为固态变压器）和旋转部分（或称为电枢）。
-固态变压器：固态变压器通常由一个或多个主磁铁、剩磁消除装置和定子线圈组成。
主磁铁产生一个均匀的磁场，将定子线圈的铁芯和定子线圈本身做成一体，以便与旋转部分的线圈进行电磁耦合。
剩磁消除装置用于减小固态变压器内的剩磁。
-旋转部分：旋转部分由电枢线圈和滑环组成。
电枢线圈绕制在一个或多个滑环上，滑环与电枢线圈之间的接触通过不接触的旋转换向器传递。
在电枢线圈中产生的磁场通过旋转压电换向器与固态变压器的磁场耦合，从而在旋转部分中感应出一个交流电动势。
3.功率逆变器部分：功率逆变器主要由晶闸管、继电器和控制电路组成。
逆变器将旋转部分感应出的交流电动势转换为输出电源的交流电，从而实现将直流电能转换为交流电能的功能。
1.当电机驱动部分提供直流电源给旋转变压器时，电机开始运转。
这样，旋转部分的电枢线圈也开始旋转。
2.旋转的电枢线圈通过滑环与固态变压器的磁场耦合。
因为固态变压器的磁场是均匀的，所以通过不接触的旋转换向器传递给电枢线圈的磁场也是均匀的。
3.在电枢线圈中感应出一个交流电动势。
这个电动势的频率和振幅主要由电机的转速和转子数目决定。
4.感应出的交流电动势在功率逆变器的作用下被转换为输出电源的交流电。
输出电源的频率和振幅可以通过调控功率逆变器的工作状态实现。
5.输出交流电可以用于供电、驱动交流电设备或传输给其他电子设备。
总结起来，电机旋转变压器通过电机的驱动，使旋转部分的电枢线圈与固态变压器耦合，产生交流电动势，然后通过功率逆变器将其转换为输出电源的交流电。
这样，直流电能就被转换为交流电能，实现了电能的转换和传输。
旋转变压器的工作原理应用
旋转变压器的工作原理应用1. 引言旋转变压器是一种特殊的变压器，它具有旋转部件，能够在不停止供电的情况下改变输出电压。
本篇文档将介绍旋转变压器的工作原理及其应用。
2. 工作原理旋转变压器由输入绕组、输出绕组和旋转部件组成。
当电源连接到输入绕组时，原始电压通过感应作用传递给旋转部件。
旋转部件上的输出绕组通过电磁耦合将电能传递给负载。
通过旋转变压器的旋转部件，可以改变输出电压的大小。
3. 应用场景旋转变压器由于其特殊的工作原理，被广泛应用于许多领域。
以下是旋转变压器的一些常见应用场景：• 3.1 高压输电线路旋转变压器可以用来调整高压输电线路的电压水平。
在电力输送过程中，有时需要将高压电能转化为更适合特定负载的低电压。
旋转变压器的可调节输出电压使其成为这个过程的理想选择。
• 3.2 机械传动系统旋转变压器也可用于机械传动系统中，以调整电动机的转速和输出扭矩。
在某些应用中，需要根据负载要求来改变电动机的输出功率。
旋转变压器可以通过调整电动机的输入电压来实现这一目的，而无需改变传动系统的其他部件。
• 3.3 可变电源旋转变压器可用于制造可变电源，以供各种设备和实验使用。
通过调整旋转变压器的输出电压，可以满足不同设备对电源的要求。
这在实验室中特别有用，因为不同实验可能需要不同的电源电压。
• 3.4 交通信号灯旋转变压器还可以用于交通信号灯系统中。
不同交通信号灯可能需要不同的电压来点亮。
通过使用旋转变压器，可以根据需要调整信号灯的电压，从而实现有效的交通控制。
4. 总结旋转变压器是一种能够在不停止供电的情况下改变输出电压的特殊变压器。
它在高压输电线路、机械传动系统、可变电源和交通信号灯等领域有广泛的应用。
通过调整旋转变压器的旋转部件，可以实现输出电压的灵活调节。
因此，旋转变压器在各种需要可调节电压的场景中起到了重要的作用。
以上就是旋转变压器的工作原理及其应用的介绍。
希望本文可以帮助读者更好地理解和应用旋转变压器。
旋转变压器工作原理
旋转变压器工作原理旋转变压器是一种常见的电力变压器，它通过旋转磁场来实现电压的变换。
在工业和电力系统中，旋转变压器被广泛应用于变频调速、电力传输和配电系统等领域。
本文将介绍旋转变压器的工作原理，包括其结构、工作过程和应用。
结构旋转变压器由定子和转子两部分组成。
定子是固定不动的部分，通常由铁芯和绕组组成。
铁芯是用于集中磁场的磁导体，绕组则是用来产生磁场和传输电能的线圈。
转子则是旋转的部分，通常由铁芯和绕组组成。
当转子旋转时，它会改变磁场的方向和大小，从而实现电压的变换。
工作过程旋转变压器的工作原理基于电磁感应。
当交流电流通过定子绕组时，它会产生一个旋转的磁场。
这个旋转的磁场会穿过转子绕组，从而在转子绕组中感应出电压。
由于转子是旋转的，所以感应出的电压也是随着转子的旋转而变化的。
通过合理设计定子和转子的绕组结构，可以实现不同的电压变换比。
应用旋转变压器在工业和电力系统中有着广泛的应用。
其中最常见的应用是在变频调速系统中。
通过改变旋转变压器的转速，可以实现电机的调速控制。
此外，旋转变压器还常用于电力传输和配电系统中。
在电力传输系统中，旋转变压器可以将高压电能变换为低压电能，从而实现长距离的电能传输。
在配电系统中，旋转变压器可以将电能从高压侧变换为低压侧，以满足不同用电设备的需求。
总结旋转变压器是一种重要的电力变压器，它通过旋转磁场来实现电压的变换。
其工作原理基于电磁感应，通过定子和转子的相互作用来实现电能的传输和变换。
在工业和电力系统中，旋转变压器被广泛应用于变频调速、电力传输和配电系统等领域。
随着电力系统的不断发展，旋转变压器的应用前景将更加广阔。
旋转变压器和感应同步器
图4-19 正、余弦旋转变压器原理图
1) 鉴相型工作方式 定子的正、余弦绕组分别通入同幅、同频，但相位差为π/2的交流励 磁电压，即
Us=Um sinωt
Uc= Umsin(ωt+ π/2)=Um cosωt 当转子正转时这两个励磁电压在转子绕组中产生了感应电压，经叠 加，在转子中的感应电压为
U 2 U s sin U c cos U 2 KU m sin t sin KU m cost cos
2) 鉴幅型工作方式 给定子的正、余弦绕组分别通以同频率、同相位，但幅值分别按正 弦、余弦规律变化的交流励磁电压，即
Us= Um sinαsinωt Uc= Um cosαsinωt Um sinα、Um cosα分别为励磁电压的幅值 式中：α－给定电气转角。
当转子正转时，由于Us、Uc 的共同作用，经叠加，在转子上的感应电压为
根据励磁绕组中励磁方式的不 鉴相型工作方式 给滑尺的正弦励磁绕组和余弦励磁绕组分别通以频率相同、幅值
相同，但相位差为π/2的励磁电压，即
Us= Um sinωt Uc= Umsin(ωt+ π/2)=Um cosωt
励磁信号将在空间产生一个以ω为频率移动的行波。磁场切割定尺 绕组，并在定尺绕组中感应出电势，该电势随着定尺与滑尺相对位置 的不同而产生超前或滞后的相位差θ。按照叠加原理可以直接求出感应 电势
U2= KUmcos(α-θ)sinωt 同理，转子反转时，可得
(4-8)
U2=KUmcos(α+θ)sinωt
(4-9)
式(4-8)、(4-9)中，kUmcos(α-θ)、 kUmcos(α+θ)为感应电压的幅值。
由式式(4-8)、(4-9)可以看出，转子感应电压的幅值随转子的偏转角θ而变化,
旋转变压器的工作原理及应用
旋转变压器的工作原理及应用
旋转变压器是一种用来改变交流电压大小的装置，其工作原理基于电磁感应定律。
在旋转变压器中，有两个或以上的线圈分别绕在磁性材料的铁芯上，当一个线圈中通有交流电流时，会产生一个交变磁场，从而诱导出另一个线圈中的感应电流，实现电压的变换。
工作原理：
一个最简单的旋转变压器包含两个线圈，分别称为原线圈和副线圈。
当原线圈
通有交流电流时，产生的交变磁场在副线圈内诱导出感应电动势，从而在副线圈中产生电流。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与原线圈中的电流变化率有关，因此可以通过改变原线圈的匝数比例，实现不同电压的输出。
应用：
旋转变压器在电力系统中有着广泛的应用，主要用于电压的升降变换。
具体应
用包括：
•电力传输：通过将输电线路连接到旋转变压器，可以实现长距离电力传输中的电压升降。
•电力配电：在变电站中使用旋转变压器将高压电网中的电压降低为适合用户使用的低压电压。
•实验室和工业应用：在实验室和工业领域，旋转变压器可用于提供各种电压和电流值，满足不同设备的电力需求。
•电子设备：一些电子设备需要不同的电压供应，通过旋转变压器可以满足这种需求。
总的来说，旋转变压器在电力系统和电子设备中起着至关重要的作用，通过其
灵活的电压变换功能，为不同场景下的电力需求提供了解决方案。
旋转变压器
应用
旋转变压器旋转变压器是一种精密角度、位置、速度检测装置，适用于所有使用旋转编码器的场合，特别是 高温、严寒、潮湿、高速、高震动等旋转编码器无法正常工作的场合。由于旋转变压器以上特点，可完全替代光 电编码器，被广泛应用在伺服控制系统、机器人系统、机械工具、汽车、电力、冶金、纺织、印刷、航空航天、 船舶、兵器、电子、冶金、矿山、油田、水利、化工、轻工、建筑等领域的角度、位置检测系统中。也可用于坐 标变换、三角运算和角度数据传输、作为两相移相器用在角度--数字转换装置中。
图1是有刷式旋转变压器。它的转子绕组通过滑环和电刷直接引出，其特点是结构简单，体积小，但因电刷与 滑环是机械滑动接触的，所以旋转变压器的可靠性差，寿命也较短。
图1有刷式旋转变压器
图2无刷式旋转变压器
图2是无刷式旋转变压器。它分为两大部分，即旋转变压器本体和附加变压器。附加变压器的原、副边铁心及 其线圈均成环形，分别固定于转子轴和壳体上，径向留有一定的间隙。旋转变压器本体的转子绕组与附加变压器 原边线圈连在一起，在附加变压器原边线圈中的电信号，即转子绕组中的电信号，通过电磁耦合，经附加变压器 副边线圈间接地送出去。这种结构避免了电刷与滑环之间的不良接触造成的影响，提高了旋转变压器的可靠性及 使用寿命，但其体积、质量、成本均有所增加。
旋转变压器一般有两极绕组和四极绕组两种结构形式。两极绕组旋转变压器的定子和转子各有一对磁极，四 极绕组则各有两对磁极，主要用于高精度的检测系统。除此之外，还有多极式旋转变压器，用于高精度绝对式检 测系统。
分类
旋转变压器按输出电压与转子转角间的函数关系，主要分三大类旋转变压器：
1.正--余弦旋转变压器----其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。
结构
旋转变压器工作原理及其应用于自动控制的实例分析
旋转变压器工作原理及其应用于自动控制的实例分析摘要：旋转变压器是一种高分辨率的角度传感器。
本文在介绍旋转变压器工作原理之外，对以AD2S1200 为核心的数字解码电路系统和基于现场可编程门阵列（FPGA）的多通道旋转变压器测角系统的两个实例进行了简单分析。
通过学习研究人员实验和理论相结合后得到的方案检验结果和误差来源判断，对于旋转变压器的功能和应用的理解有所开拓，并提供了创新的思路。
关键词：旋转变压器角度传感器解码电路 FPGA 测角系统1 旋转变压器工作原理1.1基本原理旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。
当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。
它主要用于坐标变换、三角运算和角度数据传输，也可以作为两相移相器用在角度-数字转换装置中。
如图1 所示，R1、R2为旋转变压器的激励端口，S1、S2为旋转变压器的正弦信号输出端口，S3、S4为旋转变压器的余弦信号输出端口。
当在初级激励绕组端口R1、R2加上1个正弦激励信号时，在次级绕组上将产生一对感应信号。
设转子R1—R2 激磁绕组施加的激磁电压为：则定子S1—S2、S3—S4 之间的正、余弦输出绕组输出电压分别为：式（ 3）中Um为正、余弦绕组感应交流电势的振幅值，θ 为余弦绕组轴线S3—S4 与转子激磁绕组轴线R1—R2 之夹角，即被测转轴量旋转的角度信息。
求解θ 典型的处理方法是将式（ 2）、式（ 3）相除得表达式（ 4），即：式（ 4）可以求出式（ 5）0°≤θ≤90° 的反正切转角值，即：1.2 旋转变压器结构与分类旋转变压器是一种可变化的耦合變压器，其初级线圈绕组和2个次级线圈绕组之间的磁耦合成度根据转子的位置而改变，转子通常安装在电机轴上。
标准旋转变压器的初级激励绕组固定在转子上，2个次级绕组固定在定子上。
旋转变压器的工作原理及作用
旋转变压器的工作原理及作用嘿，恁问旋转变压器啥工作原理和有啥作用啊？这事儿咱得好好唠唠。
先说这工作原理哈。
旋转变压器呢，就跟个小魔法师似的。
它主要是靠电磁感应来干活儿。
里面有两个部分，一个叫定子，一个叫转子。
定子就像个老大哥，稳稳地在那儿。
转子呢，就像个调皮的小弟弟，能转来转去。
当电流通过定子的时候，就会产生磁场。
这转子在磁场里一转，就会感应出不同的电压和电流。
就跟两个人在那儿传话似的，通过磁场来传递信号。
再说说它的作用。
这旋转变压器作用可大咧。
一个作用就是能测量角度。
比如说在一些机器人啊、数控机床啊这些地方，得知道某个部件转了多少角度。
这旋转变压器就能准确地测出来，就像个小指南针似的，告诉你转到啥位置了。
还能用来控制速度。
通过测量转子的转速，就能知道机器转得快还是慢。
要是转得太快了，就可以让它慢一点；转得太慢了，就加点油让它快起来。
就跟开车似的，得控制好速度。
另外呢，旋转变压器还挺可靠。
不像有些东西，容易坏。
它能在一些恶劣的环境下工作，比如高温啊、低温啊、潮湿啊这些地方。
就像个小战士似的，不怕困难。
俺们厂有个机器，以前总是不知道转了多少角度，控制不好速度。
后来装了个旋转变压器，嘿，问题全解决了。
机器干活儿更精准了，效率也提高了不少。
大家都夸这旋转变压器好用。
咱要是碰到需要测量角度、控制速度的地方，就可以考虑用旋转变压器。
别小瞧了这个小东西，它的作用可大着呢。
反正啊，旋转变压器的工作原理不难懂，作用也不少，咱得好好利用起来。
要不，白瞎了这么好的玩意儿。
《旋转变压器 》课件
旋转变压器的应用领域
汽车工业
用于检测曲轴、凸轮轴位置，以 及车辆四轮定位。
数控机床
用于实现高精度角度控制和位置 检测。
航空航天
用于飞行器的姿态控制和导航系 统。
机器人技术
用于机器人的关节角度检测和运 动控制。
旋转变压器的优缺点
优点
结构简单、可靠性高、耐高温、 抗干扰能力强、测量精度高。
缺点
输出信号为模拟量，需要配合后 续电路进行信号处理；对安装位 置和轴系要求较高，需要专业人 员安装调试。
05
未来旋转变压器的发展趋势
新型旋转变压器的研发
研发高精度、高效率的旋转变压器
随着科技的发展，对旋转变压器的精度和效率要求越来越高，未来将会有更多新 型的旋转变压器被研发出来，以满足各种应用需求。
微型化、集成化旋转变压器
随着微电子技术的发展，微型化和集成化的旋转变压器将成为未来的重要研究方 向，这将有助于减小设备的体积和重量，提高其便携性和可靠性。
02
感应电动势的大小和方向随转子 的位置和极数而变化，从而输出 与转子位置成比例的电压信号。
旋转变压器的控制方式
旋转变压器可以采用模拟控制和数字控制两种方式。
模拟控制方式通过调整励磁电流的大小和方向来控制旋转变压器的输出电压信号。
数字控制方式则通过数字信号处理器（DSP）或微控制器（MCU）对旋转变压器进 行数字化控制，实现更高的控制精度和动态性能。
根据故障现象，结合以上方法，逐步排查 故障原因，采取相应的措施进行排除。
旋转变压器的保养建议
01
02
03
定期进行维护保养
建议每年对旋转变压器进 行一次全面的维护保养， 包括清洗、检查、紧固等 。
电机旋转变压器工作原理
电机旋转变压器工作原理电机旋转变压器工作原理电机旋转变压器是一种常用的变压器，广泛应用于电力传输、电子设备、通讯系统等领域。
本文将介绍电机旋转变压器的工作原理。
一、电机旋转变压器的构造与组成电机旋转变压器由两部分组成：固定部分和旋转部分。
固定部分包括铁芯和线圈。
铁芯是由高导磁性材料制成的，线圈则是绕在铁芯上的导线。
旋转部分包括转轴和端盖。
转轴是由导磁性材料制成的，端盖则是安装在转轴两端的护罩。
二、电机旋转变压器的工作原理当电机旋转变压器工作时，铁芯构成一个磁通闭合路径，线圈绕在铁芯上，中间隔着绝缘材料，形成一个密合的线圈。
在旋转轴上，装有另一组线圈，称为旋转线圈。
旋转线圈绕在旋转轴上，并与固定线圈保持一定的距离。
当固定线圈的电流流过时，会在铁芯中产生一个磁通，这个磁通也会传递到旋转轴上。
随着旋转轴的旋转，旋转线圈也将受到这个磁通的影响。
旋转线圈现在靠近一个固定线圈，旋转线圈中的电流因感应电压产生，这个电压与固定线圈的电压成正比，形成一个与之成特定比例的电压。
这个变压器的特点是，在整个过程中，变压器的电源线物理上不转动，因为变压器的铁芯、线圈、旋转轴等部分都是旋转的，使得变压器的转换比率与电源电压始终保持一致。
三、电机旋转变压器的优点与应用电机旋转变压器的最大优点是高效率、长寿命、运行平稳等等。
这极大地方便了电力传输和电子设备。
通过将旋转线圈的面积和旋转速度改变，可以按照特定要求来控制输出电压，具有相对独立的输出电压控制，电压稳定性高，广泛应用于精密仪器、自动控制设备、变频器等领域。
综上所述，电机旋转变压器的原理相对简单，结构紧凑，具有高效率、长寿命、运行稳定性好等优点。
在当前的电气领域中，它的应用范围越来越广泛，具有重要的经济和社会意义。
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旋转变压器的工作原理及应用旋转变压器的工作原理及应用旋转变压器又称分解器，是一种控制用的微电机，它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号的一种间接测量装置。
在结构上与二相线绕式异步电动机相似，由定子和转子组成。
定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边。
激磁电压接到转子绕组上，感应电动势由定子绕组输出。
常用的激磁频率为400Hz，500Hz，1000Hz和5000Hz。
旋转变压器结构简单，动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出信号幅度大，抗干扰性强，工作可靠。
因此，在数控机床上广泛应用。
通常应用的旋转变压器为二极旋转变压器，其定子和转子绕组中各有互相垂直的两个绕组。
另外，还有一种多极旋转变压器。
也可以把一个极对数少的和一个极对数多的两种旋转变压器做在一个磁路上，装在一个机壳内，构成“粗测”和“精测”电气变速双通道检测装置，用于高精度检测系统和同步系统。
什么是旋转变压器以及应用方式什么是旋转变压器以及应用方式旋转变压器又称分解器，是一种控制用的微电机，它将机械转角变换成与该转角呈某一函数关系的电信号的一种间接测量装置。
在结构上与二相线绕式异步电动机相似，由定子和转子组成。
定子绕组为变压器的原边，转子绕组为变压器的副边。
激磁电压接到转子绕组上，感应电动势由定子绕组输出。
常用的激磁频率为400Hz，500Hz，1000Hz和5000Hz。
旋转变压器结构简单，动作灵敏，对环境无特殊要求，维护方便，输出信号幅度大，抗干扰性强，工作可靠。
因此，在数控机床上广泛应用。
通常应用的旋转变压器为二极旋转变压器，其定子和转子绕组中各有互相垂直的两个绕组。
另外，还有一种多极旋转变压器。
也可以把一个极对数少的和一个极对数多的两种旋转变压器做在一个磁路上，装在一个机壳内，构成“粗测”和“精测”电气变速双通道检测装置，用于高精度检测系统和同步系统。
旋转变压器的应用旋转变压器作为位置检测装置有两种应用方式：鉴相方式和鉴幅方式。
1.鉴相工作方式在旋转变压器定子的两相正交绕组(正弦用s和和余弦用c表示)，一般称为正弦绕组和余弦绕组上，分别输入幅值相等，频率相同的正弦、余弦激磁电压 Us=Umsinωt Uc=Umcosωt 两相激磁电压在转子绕组中会产生感应电动势。
根据线性叠加原理，在转子绕组中感应电压为 U=kUssinθ机+kUccosθ机=kUmcos(ωt-θ机)其中k为变压比，由式4-10可知感应电压的相位角就等于转子的机械转角θ机。
因此只要检测出转子输出电压的相位角，就知道了转子的转角，而且旋转变压器的转子是和伺服电机或传动轴连接在一起的，从而可以求得执行部件的直线位移或角位移。
2.鉴幅工作方式给定子的两个绕组分别通上频率、相位相同但幅值不同，即调幅的激磁电压Us=Umsinθ电sinωt Uc=Umcosθ电sinωt则在转子绕组上得到感应电压为U=kUssinθ机+kUccosθ机=kUmsinωt(sinθ电sinθ机+cosθ电Uccosθ机)=kUmcos(θ电-θ机) sinωt在实际应用中，是不断修改激磁调幅电压值的电气角θ电，使之跟踪θ机的变化，并测量感应电压幅值即可求得机械角位移θ机。
旋转变压器的原理和应用旋转变压器的原理和应用⒈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。
早期的旋转变压器用于计算解答装置中，作为模拟计算机中的主要组成部分之一。
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。
这些函数是最常见的，也是容易实现的。
在对绕组做专门设计时，也可产生某些特殊函数的电气输出。
但这样的函数只用于特殊的场合，不是通用的。
60年代起，旋转变压器逐渐用于伺服系统，作为角度信号的产生和检测元件。
三线的三相的自整角机，早于四线的两相旋转变压器应用于系统中。
所以作为角度信号传输的旋转变压器，有时被称作四线自整角机。
随着电子技术和数字计算技术的发展，数字式计算机早已代替了模拟式计算机。
所以实际上，旋转变压器目前主要是用于角度位置伺服控制系统中。
由于两相的旋转变压器比自整角机更容易提高精度，所以旋转变压器应用的更广泛。
特别是，在高精度的双通道、双速系统中，广泛应用的多极电气元件，原来采用的是多极自整角机，现在基本上都是采用多极旋转变压器。
旋转变压器是目前国内的专业名称，简称“旋变” 。
俄文里称作“ВращающийсяТрансформатор” ，词义就是“旋转变压器”。
英文名字叫“resolver”，根据词义，有人把它称作为“解算器”或“分解器”。
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。
随着电子工业的发展，电子元器件集成化程度的提高，元器件的价格大大下降;另外，信号处理技术的进步，旋转变压器的信号处理电路变得简单、可靠，价格也大大下降。
而且，又出现了软件解码的信号处理，使得信号处理问题变得更加灵活、方便。
这样，旋转变压器的应用得到了更大的发展，其优点得到了更大的体现。
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 旋转变压器的应用旋转变压器的应用，近期发展很快。
除了传统的、要求可靠性高的军用、航空航天领域之外，在工业、交通以及民用领域也得到了广泛的应用。
特别应该提出的是，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。
在应用于塑压系统、纺织系统、冶金系统以及其他领域里，所应用的伺服系统中关键部件伺服电动机上，也是用旋转变压器作为位置速度传感器。
旋转变压器的应用已经成为一种趋势。
⒈⒊ 旋转变压器的结构根据转子电信号引进、引出的方式，分为有刷旋转变压器和无刷旋转变压器。
在有刷旋转变压器中，定、转子上都有绕组。
转子绕组的电信号，通过滑动接触，由转子上的滑环和定子上的电刷引进或引出。
由于有刷结构的存在，使得旋转变压器的可靠性很难得到保证。
因此目前这种结构形式的旋转变压器应用的很少，我们着重于介绍无刷旋转变压器。
目前无刷旋转变压器有两种结构形式。
一种称作为环形变压器式无刷旋转变压器，另一种称作为磁阻式旋转变压器。
1)环形变压器式旋转变压器 图1示出环形变压器式无刷旋转变压器的结构。
这种结构很好地实现了无刷、无接触。
图中右侧部分是典型的旋转变压器的定、转子，在结构上和有刷旋转变压器一样的定、转子绕组，作信号变换。
左侧是环形变压器。
它的一个绕组在定子上，一个在转子上，同心放置。
转子上的环形变压器绕组和作信号变换的转子绕组相联，它的电信号的输入输出 由环形变压器完成。
A—普通旋转变压器 B—环形变压器图1环变式旋转变压器结构示意2)磁阻式旋转变压器 图2是一个10对极的磁阻式旋转变压器的示意图。
磁阻式旋转变压器的励磁绕组和输出绕组放在同一套定子槽内，固定不动。
但励磁绕组和输出绕组的形式不一样。
两相绕组的输出信号，仍然应该是随转角作正弦变化、彼此相差90°电角度的电信号。
转子磁极形状作特殊设计，使得气隙磁场近似于正弦形。
转子形状的设计也必须满足所要求的极数。
可以看出，转子的形状决定了极对数和气隙磁场的形状。
磁阻式旋转变压器一般都做成分装式，不组合在一起，以分装形式提供给用户，由用户自己组装配合。
图2 磁阻式旋转变压器结构示意3) 多极旋转变压 图3多极旋转变压器的结构示意图。
图3 a)、b) 是共磁路结构，粗、精机定、转子绕组公用一套铁心。
所谓粗机，是指单对磁极的旋转变压器，它的精度低，所以称为粗机;精机是指多对极的旋转变压器，由于精度高，多对磁极的旋转变压器称为精机。
其中图3a) 表示的是旋转变压器的定子和转子组装成一体，由机壳、端盖和轴承将它们连在一起。
称为组装式，图3b) 的定转子是分开的，称为分装式。
图3c)、d) 是分磁路结构，粗、精机定、转子绕组各有自己的铁心。
其中图4c)、d)都是组装式，只是粗、精机位置安放的形式不一样，图3c) 的粗、精机平行放置，图3d) 粗、精机是垂直放置，粗机在内腔。
另外，很多时候也有单独的多极旋转变压器。
应用时，若仍需要单对极的旋转变压器，则另外配置。
共磁路 分磁路a)组装式 b)分装式 c)粗精平行放置 d)粗精垂直放置图3多极旋转变压器结构示意对于多极旋转变压器，一般都必须和单极旋转变压器组成统一的系统。
在旋转变压器的设计中，如果单极旋转变压器和多极旋转变压器设计在同一套定、转子铁心中，而分别有自己的单极绕组和多极绕组。
这种结构的旋转变压器称为双通道旋转变压器。
如果单极旋转变压器和多极旋转变压器都是单独设计，都有自己的定、转子铁心。
这种结构的旋转变压器称为单通道旋转变压器。
⒉ 旋转变压器的工作原理⒉⒈ 旋转变压器角度位置伺服控制系统 图4是一个比较典型的角度位置伺服控制系统。
XF称作旋变发送机，XB称作旋变变压器。
旋变发送机发送一个与机械转角有关的、作一定函数关系变化的电气信号;旋变变压器接受这个信号、并产生和输出一个与双方机械转角之差有关的电气信号。
伺服放大器接受选变压器的输出信号，作为伺服电动机的控制信号。
经放大，驱动伺服电动机旋转，并带动接受方旋转变压器转轴及其它相连的机构，直至达到和发送机方一致的角位置。
旋变发送机的初级，一般在转子上设有正交的两相绕组，其中一相作为励磁绕组，输入单相交流电压;另一相短接，以抵消交轴磁通，改善精度。
次级也是正交的两相绕组。
旋变变压器的初级一般在定子上，由正交的两相绕组组成;次级为单项绕组，没有正交绕组。