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旋转变压器权威介绍

旋转变压器权威介绍

       旋转变压器(resolver/transformer)是一种电磁式传感器,又称同步合成器。它是一种丈量角度用的小型交流电动机,用来丈量旋转物体的转轴角位移和角速度,由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边,承受励磁电压,励磁频率通常用400、3000及5000HZ等。转子绕组作为变压器的副边,经过电磁耦合得到感应电压。
  中文名旋转变压器外文名resolver/transformer含义,电磁式传感器,同步合成器。
  目录
  1 简介
  2 分类
  3 工作原理
  4 旋转变压器构造
  5 应用
  简介
  旋转变压器的工作原理和普通变压器根本类似,区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的,所以输出电压和输入电压之比是常数,而旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发作相对位置的改动,因此其输出电压的大小随转子角位移而发作变化,输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系,或坚持某一比例关系,或在一定转角范围内与转角成线性关系。旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传送转角或电信号;在解算安装中可作为函数的解算之用,故也称为解算器。
  旋转变压器普通有两极绕组和四极绕组两种构造方式。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。
  旋转变压器分类
  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
  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。
  2.线性旋转变压器----其输出电压与转子转角成线性函数关系。 线性旋转变压器按转子构造又分红隐极式和凸极式两种。
  3.比例式旋转变压器----其输出电压与转角成比例关系。
  多极型旋转变压器与多极型自整角机类似,其主要差异仅在于绕组的相数。多极式产品精度比两极式要高一个数量级以上。
  双通道旋转变压器是将两个极对数不等的旋转变压器合在一同。通常极对数少的称为粗机,而极对数多的称为精机。其构造有共磁路和分磁路两种方式。后者是将粗机、精机用机械组合成一体,各自绕组有单独的死心,磁路分开。前者是粗机、精机绕组同时嵌入死心中,绕组彼此独立,磁路共用。上述两个旋转变压器组成为电气变速的双通道旋转变压器系统。它不同于两个相同且独立的旋转变压器和减速器组成机械变速的双通道旋转变压器系统。因同步随动系统中采用机械变速的双通道系统满足不了央求,须采用电气变速双通道系统,这种系统不只把精度进步到秒极,而且构造简单、牢靠。
  磁阻式旋转变压器是一种多极旋转变压器的特殊方式。它应用磁阻原理完成电信号转换。定子死心开有大、小齿,小齿均布在大齿的齿端部位,定子上大槽内同时嵌入单相励磁绕组和两相输出绕组。转子死心是由均布的小齿的冲片叠成,其齿数即为极对数。励磁绕组通电后,由于气隙磁导随着转子转角变化,使得输出绕组的输出电压变化周期即为转子的齿数,起到多极方式的作用。其构造简单、尺寸小、精度高、且无接触,大大进步了系统的牢靠性,其精度为秒级。
  旋转变压器工作原理
  定子绕组D1-D2接交流电源激磁,转子绕组Z1——Z2接负载ZL当主令轴带动转子转过θ角时,转子各绕组中产生的感应电压分别为换算式中k为一相定、转子绕组的有效匝数比(变比)。如用转子绕组激磁,定子绕组输出时表达式相同(只是k值不同)。采用不同接线方式或不同的绕组构造,能够取得与转角成不同函数关系的输出电压。采用不同的构造还能够制成弹道函数、圆函数、锯齿波函数等特种用处的旋转变压器。
  应用两台相同的正、余弦旋转变压器可组成单通道测角系统。一台旋转变压器为发送机,另一台为控制变压器。发送机由交流电源激磁。旋转变压器的精度为6′,单通道系统的精度不小于6′。为了进步系统的控制精度,可采用双通道测角系统(图2)。用四台构造相同的旋转变压器,两台XZ1与XZ2组成粗通道测角系统,另外两台XZ3与XZ4组成知晓道测角系统。XZ1与XZ3
  、XZ2与XZ4分别经过升速比为i(i=15——30)的升速器相衔接。当主令轴带动粗通道的XZ1转过θ1角时,知晓道的XZ3将转过iθ1角,XZ2与负载同轴,其转角为θ2时,XZ4的转角为iθ2。粗通道的输出电压Uc1=kUr sinδ,知晓道XZ4的输出电压为Uc2=kUrsiniδ,式中δ=θ1——θ2。二者的输出电压经过粗精转换器处置后再经放大安装驱动负载。应用双通道测角系统可组成双通道伺服系统,当误差角δ较小时用知晓道信号控制,误差角δ较大时用粗通道信号控制。因而系统的控制精度最高可达3″——7″。为了减少减速器齿轮间隙构成的非线性误差,可采用电气变速式双通道测角系统,即采用多极旋转变压器。它是在一个机体内装置单极和多极两台旋转变压器,而共用一根轴。用单极变压器组成粗通道系统,多极旋转变压器组成知晓道系统。这样既能进步精度又能简化构造。
  旋转变压器构造
  旋转变压器的构造和两相绕线式异步电机的构造类似,可分为定子和转子两大局部。定子和转子的死心由铁镍软磁合金或硅钢薄板冲成的槽状心片叠成。它们的绕组分别嵌入各自的槽状死心内。定子绕组经过固定在壳体上的接线柱直接引出。转子绕组有两种不同的引出方式。依据转子绕组两种不同的引出方式,旋转变压器分为有刷式和无刷式两种构造方式。
  有刷式旋转变压器。它的转子绕组经过滑环和电刷直接引出,其特性是构造简单,体积小,但因电刷与滑环是机械滑动接触的,所以旋转变压器的牢靠性差,寿命也较短。
  它分为两大局部,即旋转变压器本体和附加变压器。附加变压器的原、副边死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同,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,经过电磁耦合,经附加变压器副边线圈间接地送进来。这种构造防止了电刷与滑环之间的不良接触构成的影响,进步了旋转变压器的牢靠性及运用寿命,但其体积、质量、本钱均有所增加。
  常见的旋转变压器普通有两极绕组和四极绕组两种构造方式。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。
  旋转变压器是一种精细角度、位置、速度检测安装,适用于一切运用旋转编码器的
  旋转变压器场所,特别是高温、严寒、湿润、高速、高震动等旋转编码器无法正常工作的场所。由于旋转变压器以上特性,可完好替代光电编码器,被普遍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、建筑等范畴的角度、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--数字转换安装中。