【图】旋转变压器是什么，其工作原理是怎样的?

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李彩芹|责任编辑|2024-03-21 18:20:48

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有关旋转变压器的工作原理，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，并介绍了旋转变压器角度位置伺服控制系统，旋变发送机两相输出电压与转角的关系曲线。

旋转变压器的工作原理

旋转变压器（旋变）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。

图1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。

伺服放大器接受旋变变压器的输出信号，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。

图1 旋转变压器角度位置伺服控制系统

作为旋变发送机它的励磁绕组是由单相电压供电，电压可以写为以下形式：

其中，—励磁电压的幅值，—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以下所示：

其中，—正弦相的输出电压，—余弦相的输出电压，—次级输出电压的幅值； —励磁方和次级输出方电压之间的相位角， —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。通过一定的解算芯片和算法，就能将电机的转子位置角和转速计算出来。