旋转变压器简介

• ①RDC只认函数关系 • ②接线正负端颠倒，电势方向变反
• ③接线端变化，零位变化
• ④方向性（ CW和CCW） 正方向就是公式（2）
规定的——余弦相在前、正弦相在后在一个转向
下（比方说CCW），如图5所示
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⒊⒉不同接线下的函数关系和零位变化 ①励磁线反接（R1、R2互调）
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U S1S 3 (t ) U 2 m sin(t ) cos U S 2 S 4 (t ) U 2 m sin(t ) sin
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4）屏蔽 旋转变压器本身的磁场比较弱，当外部有 强磁场靠近旋转变压器时（例如在电动机 中），会影响旋转变压器的磁场和在旋转 变压器绕组端部的磁状态，进而产生误差 电势，产生误差。因此，应该尽量使得旋 转变压器远离强磁场，以及采取磁屏蔽措 施。
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5）平衡负载 旋变两相输出端负载不对称时，会产生误 差。所以，使用时注意两相负载平衡。另 外，负载的阻抗值应该尽可能的大，以免 会对旋转变压器的工作产生影响。 6）接线正确 按照规定的标示接线，正弦相、余弦相以 及励磁的正方向都不能错。
、而且反接，正弦相正向接到余弦相上。
此时零位与原来相差90°。
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③正弦相反接（S2、S4端点对调）
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按照图9波形，两种情况： 1）若余弦相仍为余弦相，电机转向改变。因 为：正弦相在前面了，只有反转才能余弦 相在前面。零位不变； 2）若想仍然正转，必须正弦相接到余弦相上
、而且反接，余弦相正向接到正弦相上。
74# 94# 9#
-300
-350
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①零位误差比较小、 ②正交误差比较大、 ③恒定分量误差比较明显
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⒊ 基本参数和性能指标
1）额定励磁电压和励磁频率 一般10V以下。 频率——400Hz、以及（5～10）kHz之间。 2）空载电流和空载消耗功率 3）变压比和最大输出电压 当输出绕组处于 感生最大输 出电压的位置时，输出电压和 原边励磁电压之比。对于旋变发送机，当 θF＝0°或θF＝90°时，对于旋变变压器， 一相绕组通以额定电压，输出电压值和励 磁电压值之比。
磁阻式旋变就是只起这个作用的。
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旋变单独作测角元件，磁阻式旋变是典型。 几个基本原则： 1）函数值的大小决定转角的大小 （sin 和 cos），两相→三相 2）极对数对应函数周期数 3）一对极可应用于任何极对数、函数值唯 一性 4）双通道，单极→粗机、多极→精机
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⒊旋转变压器函数、接线、转向之间的关系 • ⒊⒈ 基本原则
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B
A
右侧（A）： 旋转变压器的 定、转子，信号 变换。 左侧（B）： 环形变压器。 定、转子绕组同 心放置。 图1 环变式旋转 变压器结构示意
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图2 10对极的磁阻式 旋转变压器 ①励磁绕组和输出绕组 放在同一套定子槽内。 ②励磁绕组和输出绕组 的形式不一样，励磁单 相、输出两相。 ③转子磁极形状作特殊 设计：1)气隙磁场正弦 形，2)满足极数要求。
此时零位在另一个方向上与原来相差90°
。
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⒊⒊旋转变压器误差的简单分析 三台旋转变压器的误差
150 100 50
0
1 -50 -100 -150 -200
-250
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73
和次级输出方电压之间的相位角，θ—转子的转角。
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①副边电压与原边励磁电压同频率、 但有相位差 ②副边正弦相和余弦相时间相位同相， 幅值彼此随转角分别作正弦和余弦函数 变化。
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• ⒉⒉ 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。
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8）零位电压，2个分量：①基准相位相交的分量、 ②高次谐波分量。 电气零位——输出电压基波同相分量为零的点， 此时所具有的电压称为零位电压。零位电压中只 有基波正交分量和高次谐波分量。每一电气周期， 四个电气零位，每相各两个：0°、90°、180°、 270°。当极对数大于1时，电气零位数是极对数 的倍数。 9）基准电气零位 从电气零位中选择0°这点作为电 气基准零位。
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5）阻抗 和初、次级之间相互角度位置有关， 测量时应该取特定位置，将旋转变压器看 成四端变压器网络。当测量初级参数时， 对初级绕组施加电压，当测量次级参数时， 对次级绕组施加电压。 4个阻抗：
– 开路输入阻抗 – 开路输出阻抗 – 短路输入阻抗 – 短路输出阻抗
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6）相位移 次级输出电压相对于初级励磁电 压在时间上的相位差。相位差的大小有关 因素——旋变类型、尺寸、结构和励磁频 率。 7）基准相位 基准相位是指旋转变压器从基 准电气零位开始，作正向旋转时出现的第 一个基波最大电压的相位。 相位的规定方法：①初级励磁电压的相位 为基准；②以次级电压最大输出时的相位 为基准。
旋转变压器介绍
曲家骐 2012.5.10
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目录
⒈旋转变压器的结构 ⒉旋转变压器的工作原理 ⒉⒈旋转变压器电磁原理 ⒉⒉.旋转变压器作为测角元件 ⒊旋转变压器函数、接线、转向之间的关系 ⒋旋转变压器的主要参数和性能指标 ⒌旋转变压器的应用中若干问题 ⒌⒈旋转变压器使用中注意事项 ⒌⒉旋转变压器使用中问题分析 •
④一般都做成分装式。
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⒉ 旋转变压器的工作原理 ⒉⒈旋转变压器的电磁关系 • 旋变发送机励磁绕组单相电压供电 • U R1R 3 (t )＝U 1m sin t （1） • U1m—励磁电压幅值，ω—励磁电压角 频率。次级输出的两相绕组在空间成 正交，两相输出电压
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– 变压器原理 – 不同角度、 • 感生电势不同 – 转向问题
a)定转子同心
b)定子偏心
c)转子偏心
图8 定转子偏心情况示意
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2）施加额定电源电压 旋变所有参数都是在额定电压下测得的， 施加电压偏大或偏小，都会在一定程度上 影响性能，也会影响应用。 3）避免噪声信号的影响 旋变属于信号元件，应该避免噪音信号对 它的影响；在长线传输时，会对噪声信号 敏感。因此，各对引出线应用屏蔽线，要 采用差动放大器接收。
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4）电气误差 输出电动势和转角之间应符合 严格的正、余弦关系。不符——产生误差， 称为电气误差（机械角度）。 多极以角秒（″）计； 单极在（5′～15′）之内； 磁阻式一般都做到两对极以上，电气误差 较大，两对极磁阻旋变60′（1°)以下。对 于磁阻式，增加极对数——提高精度，电 气误差——数角秒（″）。
图7中虚线是励磁正接时的波形相位，实线是 励磁反接时相位波形。和图5比较，发现： 若符合公式（2），零位应沿同一方向向前移 动180°；
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②余弦（COS）端点对调 （S1、S3对调）
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按照图8的波形，有两种情况： ①如果余弦相仍为余弦相，那么电机的转向 变了。因为正弦相在前 面了，只有反转才 能余弦相在前面。零位相差180°； ②若想仍然正转，必须余弦相接到正弦相上
图4 不同转向的电势
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• 付边感生电压 • U S1S 3 (t ) U 2m sin(t ) cos • (2)
U S 2 S 4 (t ) U 2m sin(t ) sin
• US1S3—余弦相的输出电压，US2S4—正弦相的输
出电压，U2m—次级输出电压的幅值；α—励磁方
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⒈旋转变压器的结构 • 有刷旋转变压器：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。 目前这种结构形式的旋转变压器应用的转变压器， • ②磁阻式旋转变压器。
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⒌应用中应注意的事项和问题分析
⒌⒈旋转变压器使用中注意事项 旋转变压器属于抗恶劣环境条件能力强 的精密元器件，在应用中，不论在机械安 装，还是电气连接上，都必须严格遵守一 定的原则。
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1）机械安装的要求 ①定、转子之间的转动中心必须一致，保证气隙 磁场的变化规律严格按照理论值变化。尤其是分 装式旋变，②定转子之间轴向磁中心线重合。③ 装配时，不能过紧或过松。不能用榔头敲击，以 免损坏。
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⒌⒉ 旋转变压器使用中问题分析 1）精度偏低 精度偏低的可能原因：
– 安装偏差过大，偏心或轴向磁中心不 一致； – 接线不牢靠； – 励磁电压、频率不对或者电源波形不 好； – 负载阻抗不对称或过小； – 屏蔽、接地不好。
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2）没有信号
– 励磁电源是否接好； – 次级绕组的接线是否牢靠； – 有否断线。
3）接好线之后转向不对 －接线不正确。
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4）次级输出电压幅值不对 － 励磁电压幅值或者频率不对。 5）信号不稳
– 定子或转子没有固定好； – 接线没有接触好。
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谢谢！
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