多(单)磁极旋转变压器原理及应用
磁阻式多极旋转变压器的工作原理
磁阻式多极旋转变压器的工作原理普通旋转变压器的精度较低，为角分的数量级，一般应用于精度要求不高或大型机床的粗测和中测系统中。
为提高精度，近年来数控系统中广泛采用磁阻式多极旋转变压器。
磁阻式多极旋转变压器（又称细分解算器，或游标解算器），它是一种多极角度传感元件，实际上是一种非接触式磁阻可变的耦合变压器，其结构与传统的多极旋转变压器不同之处在于其励磁绕组和输出绕组均安置在定子铁心的槽中，转子仅由带齿的选片叠制而成，不放任何绕组，实现无接触运行。
定子冲片内圆冲制有若干大齿（也称为极靴），每个大齿上又冲制若干等分小齿，绕组安放在大齿槽中。
转子外圆表面冲制有若干等分小齿，其数与擞对数相等。
输出和输入绕组均为集中绕制，其正余弦绕组的匝数控正弦规律变化。
而传统结构的多极旋转变压器是采用分布式绕组。
图6-4所示为磁阻式多极旋转变压器的原理示意图，其中画出了5个定子齿，4个转于齿。
定子槽内安置了逐槽反向串接的输入绕组1-1和两个间隔绕制反向串接的输出绕组2-2，3-3。
当给输入绕组1-1加上交流正弦电压时，两个输出绕组2-2、3-3中分别得到两个电压，其幅值主要取决于定子和转子齿的相对位置间气隙磁导的大小。
当转子相对定子转动时，空间的气隙磁导发生变化，转子每转过一个转子齿距，气隙磁导变化一个周期；而当转子转过一周时，气隙磁导变化的周期数等于转子齿数。
这样，转子的齿数就相当于磁阻式多极旋转变压器极对数，从而达到多极的效果。
气隙磁导的变化，导致输入和输出绕组之间互感的变化，输出绕组感应的电势亦发生变化。
实际应用中是通过输出电压幅值的变化而测得转子的转角的。
磁阻式多极旋转变压器没有电刷和滑环接触，工作可靠、抗冲击能力强，并能连续高速运行、寿命长，多用于高精度及各种控制式电气变速双通道系统，提高数控机床定位精度。
尽管它的测量精度不如感应同步器和光栅，但高于普通旋转变压器，误差不超过3.5角秒，而且成本低，不需维修，输出信号电平高(0.5—1.5V．最高可达4V)，所以在数控机床上的应用很有前途。
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。
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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旋转变压器工作原理
旋转变压器工作原理简称旋变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。
旋转变压器，是一种输出电压与转子转角保持一定函数关系的感应式微电机。
它是一种将角位移转换为电信号的位移传感器，也是能进行坐标换算和函数运算的解算元件。
旋转变压器结构与自整角电机相似，工作原理也与一般变压器基本相同。
旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号；在解算装置中可作为函数的解算之用，故又称为解算器。
旋转变压器广泛应用在民用和军事工程的伺服系统中作为测角元件、坐标变换元件和解算装置。
特点：1·对电磁干扰敏感以及解码复杂等缺点2能在一些比较恶劣的环境条件下工作2在环境恶劣的钢铁行业、水利水电行业，旋转变压器因为其防护等级高同样获得了广泛的应用。
3光电编码器，它精度高，抗干扰能力强，接口简单使用方便编码器编码器是把角位移或直线位移转换成电信号的一种装置。
前者成为码盘，后者称码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是“１”还是“０”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是“１”还是“０”。
按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。
增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。
绝对式编码器的每一个位置对应一个确码区。
1当编码器不动或停电时，依靠计数设备的内部记忆来记住位置。
2从代码数大小的变化可以判别真反方向和位移所处位置。
3测量范围是0----360.4视频编码器广泛应用于行走机械、数控机床、电梯、伺服电机、流量计、纺织机械、冶金机械、注塑机械、印刷包装机械、自动化仪器仪表等各种工业自动化测控领域。
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。
旋转变压器原理及应用
旋转变压器原理及应用上海赢双电机有限公司曲家骐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。
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。
旋转变压器的工作原理及应用
为励磁信号的幅值 ；
∞为励 磁信 号 角频 率 ；
为旋转变压器转角 。
定 子
转 子
＝
０ 。
＝ 一
＝９ ０。
＝０
“ ２ ＝０
＝ｋ ｌ ｓ ｊ ｎ ＝ｋ ｌ ｓ ｉ ｎ
“ ２＝ｋ Ｕ ｌ ｓ ｉ ｎ ＝ｋ ｕｌ ｓ ｉ ｎ
加 电压 为 ：
Ｍ２ ＝ｋｕ １ ｓ ｉ ｎ ０＋ｋ ｕｌ Ｃ Ｏ Ｓ ０
＝
ｋＵｍ ｓ ｉ ｎ Ｏ ／ ｓ ｉ ｎ ｏｔ ｃ ｓ ｉ ｎ ０＋ｋ
ｃ ｏ ｓ ｓ ｉ ｎ ｏｔ ｔ Ｃ Ｏ Ｓ ０
＝
ｋ ｓ ｉ ｎ ｔ ｏ ｔ Ｃ Ｏ Ｓ （ 一０）
（ ａ ） 有刷结构
（ ｂ ） 无刷结构
图 １ 旋 转 变 压 器 结 构
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ７ － － ０ ６ 作者简介 ： 李 瑾（ １ ９ ８ ２ 一） ， 女， 山西平遥人 ， 讲师 ， 工学硕士 ， 研究 方 向： 机电一体化。
１ ４９
Ｅｑｕｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍ ａ ｎｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎｇ Ｔ ｅｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏｇ ｙ Ｎｏ． １ ０， ２ ０１ ３
由上 式 可知 鉴 幅式 是 根据 感 应 输 出 电压 的 幅值
转
子
来 检测 位 移量 。
图 ３ 正 余 弦 旋 转 变压 器 结 构
旋转变压器作为位置检测装置 ，具体有两种应 ３ 结束语 用 方法 ： 鉴相 式 和鉴 幅式 工作 方式 。 ２ ． １ 鉴相 工作 方式 旋转变压器对工作环境要求不高 ， 适用于高温 、 给定 子 两 绕组 分 别 通 以 幅值相 同 、 频率相 同、 相 严 寒 、 潮湿 、 高速 、 高震 动等 工作场 合 。由于旋转 变压 位差 ９ Ｏ 。的交 流励磁 电压 ， 即 器 的以上特点 ， 被广泛应用在伺服控制系统 、 机器人
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 。
旋转变压器的结构和工作原理
旋转变压器的结构和工作原理你知道旋转变压器不？这小家伙可神奇啦！先来说说它的结构吧。
旋转变压器就像是一个小巧而精密的“魔法盒子”。
它主要由定子和转子两部分组成。
定子呢，就像是一个稳定的大本营，上面绕着一组组的绕组，整整齐齐地排列着。
而转子呢，就像是一个灵活的小调皮，在定子的怀抱里欢快地转动。
定子绕组和转子绕组可不是随随便便绕的哦，那可是经过精心设计的。
它们的形状、匝数和分布都有着严格的要求，就像是在编排一场精妙的舞蹈。
而且哦，旋转变压器的结构还分好几种类型呢！有正余弦旋转变压器、线性旋转变压器等等。
每种类型都有自己独特的特点和用途，就像不同性格的小伙伴，各有所长。
接下来，咱们聊聊它的工作原理。
这可有趣啦！当你给旋转变压器通上电，就像是给它注入了一股神奇的力量。
转子开始转动的时候，定子和转子之间的磁场就会发生变化。
这变化就像是一场看不见的魔法秀。
定子绕组会感应出不同的电压，而这些电压的大小和相位就跟转子的位置有关系。
就好像转子是个指挥家，通过自己的转动来指挥着电压的变化。
你看，当转子转到一个特定的角度，定子绕组感应出的电压就会有相应的数值和相位。
我们通过测量和分析这些电压，就能准确地知道转子的位置啦！想象一下，旋转变压器就像是一个聪明的小侦探，能够敏锐地感知到转子的一举一动，然后把这些信息传递给我们。
而且哦，旋转变压器在很多领域都大显身手呢！在工业自动化中，它能帮助机器精确地控制位置和速度；在机器人领域，它让机器人的动作更加精准和灵活；在航空航天中，它也是重要的角色，保障着各种设备的稳定运行。
怎么样，旋转变压器是不是很厉害？它虽然个头不大，但却有着大大的能量和作用！希望你也能喜欢上这个神奇的小玩意儿！。
旋转变压器PPT课件
多相旋转变压器具有较 高的精度和线性度，适 用于高精度测量和控制 系统中。
根据用途分类：旋转变 压器可分为标准型和特 殊型两种类型。
标准型旋转变压器主要 用于测量和控制系统中， 而特殊型旋转变压器则 根据特定需求进行定制， 如用于高温、高压、腐 蚀等恶劣环境下的旋转 变压器。
03 旋转变压器的应用
对安装和调整要求较高
旋转变压器的安装和调整要求较 高，需要专业的技术人员进行操 作，否则可能会影响测量精度和 稳定性。
对工作环境要求较高
旋转变压器对工作环境的要求较 高，需要在干燥、无尘、无振动 的环境中工作，以确保测量精度 和稳定性。源自 05 未来旋转变压器的发展趋 势
提高精度和稳定性
优化设计
智能化控制
通过改进结构设计、优化材料和制造 工艺，提高旋转变压器的精度和稳定 性。
结合传感器技术和控制算法，实现旋 转变压器的智能化控制，提高其稳定 性和可靠性。
误差补偿技术
采用先进的误差补偿技术，如数字补 偿技术，对旋转变压器的输出进行精 确调整，提高其测量精度。
降低成本和体积
优化生产工艺
通过改进生产工艺和降低制造成 本，实现旋转变压器成本的降低。
01
旋转变压器主要由定子 和转子组成。
02
定子上有励磁绕组，而 转子上则有感应绕组。
03
04
定子和转子之间存在气 隙，以减少磁阻并提高 磁耦合效率。
旋转变压器的结构紧凑， 通常用于高精度测量和 控制系统中。
旋转变压器的工作原理
01
02
03
04
当励磁绕组中通入交流电时， 会在定子中产生一个旋转磁场
。
详细描述
在汽车领域，旋转变压器用于检测曲轴位置、气门开度等，实现发动机的精确控制；在航空领域，旋转变压器用 于检测飞行器的姿态和角位置；在能源领域，旋转变压器用于风力发电机的转速和角度监测；在工业自动化领域， 旋转变压器用于数控机床、包装机械等设备的运动控制和位置检测。
多(单)磁极旋转变压器原理及应用
IA =
U 2 Fm sin θ F ZF + ZB
U 2 Fm IB = cos θ F ZF + ZB
3
（3）
由这两个电流建立的空间和成磁动势为
π π π FF ( x) = F2 Fm cos θ F cos x − sin θ F sin x = F2 Fm cos(θ F + x ) τ τ τ
a )
b )
c )
d )
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。
U 2 Fs (t ) = U 2 Fm sin(ωt + α F )sin θ F U 2 Fc (t ) = U 2 Fm sin(ωt + α F ) cosθ F
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α
图 5 旋变发送机两相输出电压和转角的关系曲线 旋变发送机的两相次级输出绕组，和旋变变压器的原方两相励磁绕组分别相联。这样，式 （2）所表示的两相电压，也就成了旋变变压器的励磁电压，并在旋变变压器中产生磁通φB。 旋转变压器的单相绕组作为输出绕组，旋变发送机次级绕组和旋变变压器初级绕组中流过的电 流为
1
图 2 磁阻式旋转变压器结构示意 3） 多极旋转变压器 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。
U B2 （∆θ） = U 2 Bm cos ∆θ
（5）
将输出绕组在空间移过 90°。这样，在协调位置时，输出电动势为零。此时，输出电动势和失 调角的关系成为正弦函数：
U B2 （∆θ） = U 2 Bm sin ∆θ
( B 2 U Δθ)
（6）
0
9 0
1 8 0
2 7 0
3 6 0 Δθ
图 6 旋变变压器输出电动势和失调角的关系曲线 从图 6 和式（6）可以看出，输出电动势有两个为零的位置，即Δθ＝0°和在Δθ＝180 °。在 0°和 180°范围内，电动势的时间相位为正， 在 180°和 360°范围内， 电动势的时 间相位变化了 180°。Δθ＝180°的这个点属于不稳定点，因为在这个点上，电动势的梯度为负。当有失调 角时，旋变变压器输出绕组电动势不为零，这个电动势控制伺服放大器去驱动伺服电动机，驱 使旋变变压器和其它装置转到协调位置。这时，输出绕组的输出为零，伺服电动机停止工作。 因此，根据信号幅值大小和正、负方向工作的伺服电动机，总是把旋变变压器的转轴带到稳定 工作点Δθ＝ 0°的位置上。 ⒉⒊ 旋转变压器单独作为测角元件 在很多场合下，旋转变压器可以单独作为测角元件用，直接和角度信号变换单元连接，由 角度变换单元输出角度信号数据。磁阻式旋变就是只起这个作用的。下面有关信号变换的部分 将会说明。例如下图所示，其为旋变解码后的角度显示：
U 1 (t )＝U 1m sin ωt
（1）
其中，U1m—励磁电压的幅值，ω—励磁电压的角频率。励磁绕组的励磁电流产生的交变磁通， 在次级输出绕组中感生出电动势。当转子转动时，由于励磁绕组和次级输出绕组的相对位置发 生变化，因而次级输出绕组感生的电动势也发生变化。又由于次级输出的两相绕组在空间成正 交的 90°电角度，因而两相输出电压如式（2）所示：
旋转变压器原理及应用
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“Вращающийся Трансформатор” ，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
（4）
式（4）表示在旋变发送机中，合成磁动势的轴线总是位于θF 角上，亦即和励磁绕组轴线 一致的位置上，和转子一起转动。可以知道，在旋变变压器中，合成磁动势的轴线相应地也是 只是由于电流方向相反， 其方向也和在旋变发送机中相差 180°。 和 A 相绕组距θF 角的位置上。 若旋变变压器转子转角为θB， 则其单相输出绕组轴线和励磁磁场轴线夹角相差Δθ=θF－θB。 那么，输出绕组的感应电动势应是：
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 )
b )
c )
d )
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。
2
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。
α F
X F
R 1 R 2
1 U
B α
S 1 S 4
S 1
U 2 Fs (t ) = U 2 Fm sin(ωt + α F )sin θ F U 2 Fc (t ) = U 2 Fm sin(ωt + α F ) cosθ F
（2）
其中，U2Fs—正弦相的输出电压，U2Fc—余弦相的输出电压，U2Fm—次级输出电压的幅值；αF— 励磁方和次级输出方电压之间的相位角，θF—发送机转子的转角。可以看出，励磁方和输出方 的电压是同频率的，但存在着相位差。正弦相和余弦相在电的时间相位上是同相的，但幅值彼 此 随 转 角分别作正弦和余弦函数变化。 U ( α) U ( α) 2 F C U ( α) 2 F S