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
旋转变压器的工作原理
旋转变压器是一种基于电磁感应原理工作的装置，其工作原理可以简述如下：
1. 旋转磁场产生：旋转变压器由一个固定的铁心和一个旋转的线圈组成。
当线圈通电时，会在铁心中产生一个旋转的磁场。
2. 磁场感应：当旋转的磁场穿过铁心时，会感应出另一个线圈中的电压。
这是因为磁场的变化会产生电场，电场的变化又会产生感应电势。
3. 转换与输出：通过改变旋转线圈的绕组和铁心的结构，可以实现输入输出电压的变换。
当输入电压施加在旋转线圈上时，输出线圈中就会有电压产生。
4. 控制与调节：通过调整旋转线圈的转速和输入电压的幅值，可以实现对输出电压的控制和调节。
这样就可以满足不同负载的需求。
总的来说，旋转变压器利用磁场的转动和电磁感应的原理，将输入电压转化为输出电压，并通过控制输入电压和转速来实现电压的控制与调节。
它在工业生产和能量传输中有着广泛的应用。
无刷旋转变压器的工作原理
无刷旋转变压器的工作原理
无刷旋转变压器，也称为无触点旋转变压器，是一种基于磁耦合原理的电子组件。
它由一个固定的铁心和一个旋转的铁心组成，在两个铁心之间通过磁场耦合来实现能量传输。
其工作原理如下：
1. 母线交流电源：在无刷旋转变压器电路中，有一条母线连接到交流电源。
交流电源提供变压器的工作电压。
2. 固定铁心和旋转铁心：无刷旋转变压器包括一个固定的铁心和一个旋转的铁心。
固定铁心被连接到电源上，而旋转铁心与负载连接。
3. 磁场耦合：固定铁心和旋转铁心之间通过磁场耦合来实现能量传输。
当交流电流通过固定铁心时，会在铁心中产生一个强磁场。
4. 电压变换：当旋转铁心绕着固定铁心旋转时，两者之间的磁场耦合会导致电压的转变。
这个变压比可以通过改变固定铁心和旋转铁心之间的距离或改变铁心的形状来实现。
5. 能量输出：通过电压变换，可在旋转铁心上生成一个可以输出到负载的变压信号。
总结起来，无刷旋转变压器利用固定铁心和旋转铁心之间的磁场耦合来实现能量传输和电压变换。
通过改变铁心之间的相对
位置，可以调整输出电压的大小。
无刷旋转变压器具有高效、可靠、无噪音等优点，广泛应用于各种电子设备中。
旋变传感器的原理及应用
旋变传感器的原理及应用1. 旋变传感器的概述旋变传感器也被称为旋转变压器，它是一种可以测量物体旋转角度的传感器。
通过将旋转的机械运动转化为电信号，旋变传感器可以广泛用于工业自动化、航空航天、汽车电子等领域。
2. 旋变传感器的工作原理旋变传感器基于电感耦合原理，通过转动的机械结构改变传感器中的磁通耦合，从而产生电信号。
其工作原理可以概括为以下几个步骤： - 旋转机械结构：通过旋转机械结构（通常是旋转电容器或旋转磁性材料），改变传感器中的磁场分布。
-电感耦合：磁场的变化导致主轴周围的线圈中的电感变化。
- 电信号输出：根据电感变化，旋变传感器产生相应的电信号输出，可以是电压或电流。
3. 旋变传感器的类型旋变传感器的种类和结构多种多样，常见的类型包括： - 旋转电容传感器：通过旋转电容结构，测量旋转角度。
- 旋转磁电阻传感器：通过磁电阻效应，测量旋转角度。
- 旋转电感传感器：通过旋转电感结构，测量旋转角度。
4. 旋变传感器的应用领域旋变传感器广泛应用于以下领域： - 工业自动化：旋变传感器可用于机械臂、转盘、机床等设备的角度测量和控制。
- 航空航天：旋变传感器用于导航仪器、飞机操纵杆、航天器姿态控制等。
- 汽车电子：旋变传感器可以用于测量方向盘角度、加速踏板位置、油门位置等。
- 建筑设备：旋变传感器广泛应用于转塔起重机、井架起重机等设备的角度测量。
5. 旋变传感器的优势旋变传感器具有以下优势： - 高精度：旋变传感器可以提供高精度的角度测量结果。
- 高可靠性：旋变传感器采用无接触原理，寿命长，可靠性高。
- 高耐用性：旋变传感器通常采用耐高温、耐腐蚀材料制造，能适应恶劣环境。
- 体积小：旋变传感器体积小巧，易于安装和集成到其他设备中。
6. 旋变传感器的选型和安装注意事项•角度范围：根据具体应用需要选择传感器的角度范围，确保能够满足测量要求。
•环境要求：根据环境条件选择耐腐蚀、耐高温等特性的旋变传感器。
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。
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。
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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。
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 。
旋转变压器工作原理
旋转变压器工作原理
旋转变压器工作原理是基于法拉第电磁感应定律的，主要包括两个关键部分：旋转磁场和变压器。
首先，旋转变压器的工作原理中涉及到一个旋转磁场。
这个旋转磁场是通过一个旋转的磁场发生器（如发电机或电机）产生的，其旋转速度可调节。
这个旋转磁场产生一个变化的磁通量。
接下来，变压器是旋转变压器的关键组成部分。
它由一个铁芯和两个线圈组成。
铁芯是由高导磁性材料（如硅钢片）制成的，其目的是增强磁场的传递。
两个线圈分别被称为“原线圈”和“副线圈”。
当旋转磁场通过变压器的铁芯时，它在原线圈中产生一个变化的磁通量。
根据法拉第电磁感应定律，这个变化的磁通量会在原线圈中产生一个感应电动势。
这个感应电动势的大小取决于旋转磁场的强度和变化速度。
根据变压器的基本原理，原线圈和副线圈的匝数之间的比例决定了输入电压和输出电压之间的变化比。
当在原线圈中产生的感应电动势经过副线圈时，副线圈中就会产生一个与输入电压不同的电压。
总之，旋转变压器的工作原理是通过旋转磁场和变压器来实现输入电压和输出电压之间的变化。
这种变化是基于法拉第电磁感应定律的，其中旋转磁场产生一个变化的磁通量，而变压器则通过线圈之间的磁耦合将这个变化转化为电压变化。
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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
《 装备制造技术＞ ＞ ２ ｏ １ ３ 年第 ｌ ０ 期
旋转 变压器 的工作原理及应 用
李 瑾
（ 晋 中职业 技术 学 院机 电系 ， 山西 晋 中 ０ ３ ０ ６ ０ ０ ）
摘 要： 分析 了旋 转变压器 的结构 和工作原理 ， 分析 了旋 转变压器的鉴相 和鉴 幅两种工作 方式 ， 通过在 鉴相 和鉴幅工作
１＝ ｓ ｉ ｎ ｏ ） ｔ
１ 旋转 变压器结构 与工作原理
旋 转变 压 器 是 一种 角 位 移 测 量装 置 ，由定 子 和
转子绕组 中产生的感应电压为 ：
“ ２ ＝ｋ ｕ ｌ ｓ ｉ ｎ ＝后 ｌ ｍ ｓ ｉ ｎ ｏ ） ｔ ｓ ｉ ｎ
转 子组成 ， 分有刷与无刷两种。有刷旋转变压器结构 如图 １ （ ａ ） 所示 ， 定 子 绕组 为 变 压器 的一 次侧 ， 接 受 励 磁 电压 ； 转 子绕 组 作 为变 压 器 的二次 侧 ， 通 过 电磁 耦 合得到感应电压 ， 其输 出 电压 大 小 与转 子 位 置有 关 ； 适用于加 、 减速大或高精度 的齿轮 、 齿条组合使用的 场合 。 无刷旋转变压器结构如图 １ （ ｂ ） 所示 ， 其 由两部 分组成 ： 一部 分 叫做 分解 器 ， 期结 构 与 有 刷旋 转 变 压 器基本相同 ； 另一部分 叫变压器 ， 它 的一次绕组绕在 与 分 解 器 转 子 轴 固定 在 一起 的线 轴 上 ，与转 子 一 起 旋转 ； 它的二次绕组绕在与转子同心的定子线轴上 。 分解器定子线 圈外加励磁 电压 ，它的转子线圈输出 信号接到变压器 的一次绕组 ，从变压 器的二次绕组 引 出最 后 的输 出信号 。无刷 变 压器 具有 可靠 性 高 ， 寿 命长 ， 不用维修以及输 出信号大等优点。
方 式 下 测 量 输 出 电压 的 相 位 和 幅 值 均 可 测 出转 子 的 角位 移 。 关键词 ： 旋 转 变压 器 ； 鉴相 ； 鉴 幅
中图分类号 ： Ｔ Ｍ４ ０
文献标识码 ： Ｂ
文章 编号 ： １ ６ ７ ２ — ５ ４ ５ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ ０ — ０ １ ４ ９ — ０ ２
＝ 士
№＝ｋ ｕ ‘
图２ 旋 转 变 压 器 的 工 作 原 理
２ 旋 转变压器 的应 用
实 际使用时通常采用多极形式 ，如正余弦旋转 变压器 （ 结构如图３ 所示 ） ， 其定子和转子均 由两个 匝 数相等， 轴线相互垂直的绕组构成 。一个转子绕组接 高阻抗作为补偿 ， 另一个转子绕组作为输 出。
ｆ Ｉ ＝Ｕ ｍ ｓ ｉ ｎ ｃ ｏ ｔ
ｌ １
１ ＝ Ｕｍ Ｃ Ｏ Ｓ ｔ ｏ ｔ
旋转变压器是根据互感原理工作的 ，工作原理 如图 ２ 所示 。其结构保证 了其定子和转子间空气隙 内的磁通分布呈正（ 余） 弦规律 。当给定子一个绕组 加上励磁电压 ， 通过电磁耦合 ， 转子将产生电压 。其
输 出 电压 的 大小 取 决 于定 子 和转 子 两 个绕 组 轴 线 在
空间的相对位置 。两者平行时其值最大 ，两者垂直 时， 其值为零 。电压值大小随着转子偏转的角度呈正 （ 余） 弦变 化 ， 即 假设加到定子绕组 的励磁 电压为 ：
旋 转 变 压 器是 一 种 角 位移 测 量 装 置 ，其具 有 可 靠性高 ， 寿命 长 ， 输 出信号大等 特点 ， 已成为数控机 床主要使用的位置检测装置之一 。参考文献［ １ ～ ６ ］ 分 别从不同的角度对旋转变压器的结构和工作方式进 行 了分 析 。 本文 针对 旋转 变 压器 的结 构 、工作 原 理 和鉴 相 、 鉴 幅两种 应 用方 式进行 了研 究 ， 以期通 过 测量 旋转 变 压器输出电压 的相位和幅值来测出转子的角位移。