旋线式旋转变压器简介
第一课旋转变压器
– Z生1-磁Z2场、 Z3-Z4、D3-D4无电流，不产
– 总旋结转：变由压定器子的绕气组隙D中1产-D生2的脉电振流磁在场
• 绕组电势
D1
D3
D4
Us1
D2
Z1
θ
Z4
Z3
Z2
控 空载时的旋转变压器
制
• 空载条件 • 磁场情况
电 • 绕组电势
– 磁场：在绕组轴线方向铰链绕组的磁场在
机
绕组上产生感应电势
• 输出特性畸变
Z1
θ
Z4
Bzq Z3
IR2 Bz Bzd
Z2
ZL
控 负载时的旋转变压器
制
• 负载运行
电 • 磁场情况
机 • 输出绕组电势
• 输出特性畸变
– 输出电压UR2= ER2d- ER2q
– ER2d = -ku Us1 sin θ ∝ BjCOS θ – ER2q ∝ BZ COS2 θ
Z4
E1
– E= ER2-E2= E1cosθ - E2
Z3
– 伺服电动机停止运行时，理
Z2
想运放输出为零。所以
E1cosθ - E2=0
– θ =arccos(E2 /E1)
θ D1
D3
D4 E
＞
D2
E2
控 制 电 机
精品课件！
控 制 电 机
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控 制 电 机
D1
BD
– 合成磁场
D3
D4
• ΣBd=BD+BZd=Bj（ Bj：空载时的激磁磁场） Us1 • ΣBq= BZq= BZCOS θ
D2
• 输出绕组电势：
– ER2d= -ERsin θ， ER =4.44wRfØD ，(Bj—ØD) – ER2q= 4.44wRfØq34
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。
旋线式旋转变压器简介
4.6 电梯上的应用
旋转变压器在电梯上面的应用，主要是用于电机门机以及曳引机上面，主要是作 为位置传感器使用。三菱电梯已把旋变使用于永磁同步门机，上海桑塔斯曳引机 也已经使用旋转变压器作为位置传感器另外我公司生产的旋转变压器比较容易实 现外转子结构，可以使曳引机的结构更加简单、可靠。
4.2 纺织上的行业应用
旋转变压器在纺织机械上面，尤其以袜机为主，织布机、梳棉机上面也越来越大面积 开始使用，主要是由于旋转变压器相比光电编码器有极大的优势，诸如抗震动、耐油污、 寿命长等优点，特别适合纺织行业的S4工作制。目前浙江恒强、苏拉纺机、意达纺机、浙 江奔特等相关单位，都已经大面积使用旋转变压器。
4.3 油田机械上的应用
旋转变压器在油田机械上的应用主要有抽油机电机、磕头机及钻头电机上作位置反馈 元件，因为其环境较恶劣，有大孔径要求等，如江汉油田、胜利油田等。
4.4 风电行业上的应用
旋转变压器主要应用于风力发电的变浆电机中，一般以绕线式无刷旋变为主。
4.5 数控机床上的应用
旋转变压器在机床主轴中一般以绕线式无刷旋变为主，作为 主轴电机和转台定位电机的反馈元件。
2.1 旋转变压器使用原则
(1) 旋转变压器应尽可能在接近空载的状态下工 作。因此，负载阻抗应远大于旋转变压器的输出阻抗。
两者的比值越大，输出电压的畸变就越小。
(2) 使用时首先要准确地调准零位，否则会增加 误差，降低精度。 (3) 励磁一方只用一相绕组时，另一相绕组应该 短路或接一个与励磁电源内阻相等的阻抗。
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。
旋转变压器简介
旋转变压器简介旋转变压器是一种通过旋转方式来变换电压或电流的设备。
它由两个或更多个线圈、磁心和传动系统组成。
其中一个线圈被称为主线圈，另一个线圈则被称为辅助线圈或电感传感器。
工作原理当旋转变压器旋转时，主线圈和辅助线圈之间的磁通量会引起感应电动势。
通过改变辅助线圈上连接的电阻或电容的数值，可以调整旋转变压器的电压或电流输出。
旋转变压器也可以用于测量和控制电流和电压。
在电力系统中，旋转变压器通常被用来调节并稳定电压，以确保电力网络的稳定运行。
应用领域旋转变压器被广泛用于以下领域：1. 飞机模拟器在飞机模拟器中，旋转变压器通常被用于控制飞机的移动和飞行状态，如舵面和发动机的控制。
2. 机器人技术在机器人技术中，旋转变压器被用于控制机器人的运动和姿态；同时，它还可以检测机器人的位置和速度。
3. 电力系统在电力系统中，旋转变压器通常被用于控制电力网络中的电压和电流，以及保护和监测电力设备。
4. 工业自动化在工业自动化中，旋转变压器通常被用于控制电动机和其他工业设备的运动和速度。
5. 医疗设备在医疗设备中，旋转变压器通常被用于控制医疗仪器的动作和位置。
优点和缺点与传统的固定变压器相比，旋转变压器有以下优点：•可以增加输出电压或电流；•可以根据需要调节电压或电流输出；•可以提高电力系统的效率和稳定性；•适用于各种场合，非常灵活。
缺点是：•价格较高；•机械部件容易损坏。
总结旋转变压器是一种用于变换电压或电流的设备，它可以广泛应用于飞机模拟器、机器人技术、电力系统、工业自动化和医疗设备等领域。
虽然它具有许多优点，但也存在一些缺点。
因此，在选择旋转变压器时，需要综合考虑其应用环境、预算和性能需求。
旋转变压器
(6 - 9)
cos k U u s1 KI sin K F sin R1q R1 Z Z sin k U u s1 KI cos K F cos R2q R2 Z L Z
(6 - 10) (6 - 11)
旋转变压器
比较以上两式, 如果要求全补偿即FR1q=FR2q 时, 则 只有Z′=ZL。 以上两式的正负号也恰恰说明了不论转角 θ是多少, 只要保持Z′=ZL, 就可以使要补偿的交轴磁势 FR2q(对应于Φq34)和另一绕组产生的磁势FR1q 大小相同, 方向相反。 从而消除了输出特性曲线的畸变。
旋转变压器
由图 6 - 5 的电路关系得
U kuU s1 R2 I R 2 Z Z Z Z sin L L U kuU s1 R1 I cos R1 Z Z Z Z
将式(6 - 9)代入式(6 - 8)得以下两式:
旋转变压器
6.3.5 原、 副边都补偿的正余弦旋转变压器 原边和副边都补偿时的正余弦旋转变压器如图 6 -
7 所示, 此时其四个绕组全部用上, 转子两个绕组接有外
接阻抗ZL和Z′, 允许ZL有所改变。 和单独副边或单独原边补偿的两种方法比较, 采用
原、 副边都补偿的方法, 对消除输出特性畸变的效果更
旋转变压器
; 通过Z3-Z4绕组的电流为 I 产生的磁势为 F R1 生磁势为 F
R2
, ［证明］ 设K为常数, 通过Z1-Z2绕组的电流为 I R1
,则 FR1=KIR1 FR2=KIR2 (6 - 7)
R2
,产
由图 6 - 5知, 交轴磁势为
FR1q=FR1sinθ=KIR1sinθ FR2q=FR2cosθ=KIR2cosθ (6 - 8)
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。
- 1 -。
多摩精机株式会社旋转变压器的介绍
伺服电机的外型
内置角度传感器
编码器的外型
角度传感器的分类
旋变系统 旋变：角度的检测。在轴上安装检测、从交流电压 模拟式信号 的形状产生角度信号。 Ｒ／Ｄ转换器：旋变的模拟角度信号转换成数字信号的电子芯片。
旋变系统
旋变系统＝旋变＋Ｒ／Ｄ转换器 旋变系统是角度传感器的一种
旋变的外型
定子和转子分开的样子
我们把1相励磁/2相输入的无刷旋变以BRX来表示。 因BRX的输出信号振幅变化的,所以称为振幅变调型旋变。 BRX是用读取2相输出电压振幅的变化来检测角度的。2相输出电压振幅变化的电压方程式如下：
旋变 ＢＲＸ 的电压方程式 红框内
旋变输出电压变化的波形
励磁电压
ER1-R2
输出电压
ES1-S3
2个铁芯,如果当1侧铁芯发生旋转时,1、2侧铁芯相对位置发生变化时,1侧铁芯的磁通就能难到达2侧磁通。 这个结果,就导致了2侧绕阻的磁通互联减少、输出电压也变小。
1侧铁芯和2侧铁芯相对位置约为45°时的状态。
旋变 ＢＲＸ 的原理 ４/１０
1侧铁芯再旋转,当１侧铁芯与2侧铁芯的相对位置为90 °时,与2侧绕阻的互联的磁通变为0。 这个结果,导致了输出电压也变为0。
Ｒ/Ｄ变换器的原理
根据Ｒ／Ｄ变换器的代表方式,分为跟踪式和相位检测式。 跟踪式是和振幅变调型旋变 ＢＲＸ、ＶＲＸ 一起使用的。 相位检测式是和相位变调型旋变 ＢＲＴ 一起使用的。
跟踪式Ｒ／Ｄ变换器内部结构
相位检测式Ｒ／Ｄ变换器的内部结构
Ｓｍａｒｔｓｙｎ的应用
Ｓｉｎｇｌｓｙｎ的应用
●为交换马达控制旋转方向。 ●为高效磁感应电机控制矢量旋转方向。 ●为交流伺服马达 永磁马达 控制旋转方向。
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。
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1.4 旋转变压器电气参数
旋转变压器有两个国家标准和一个地方标准，分别是 GB10241-2007旋转变压器通用技术条件和GB104042007多级和双通道旋转变压器通用技术条件，还有一个 磁阻式旋转变压器地方标准由我公司提出。
2. 旋转变压器使用方法
1.4 旋转变压器电气参数
12
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
1.4 旋转变压器电气参数
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。
Primary Side
Secondary Side
R1(ORG)
θ
S1(RED)
R3(WHT)
S2(YEL)
S3(BLK) S4(BLU)
1.2 旋转变压器定义
7
•旋转变压器（resolver/transformer）是一种电磁式传感器， 又称同步分解器。由定子和转子组成。其中定子绕组作为变 压器的原边，接受励磁电压，转子绕组作为变压器的副边， 原、副绕组之间的电磁耦合程度与转子的转角有关，因此， 转子绕组的输出电压也与转子的转角有关，所以旋变可以用 来测量旋转物体的转轴角位移和角速度。
同步电机 异步电机
同步发电机 同步电动机
异步发电机 异步电动机
1.3 旋转变压器分类
9
正余弦旋转变压器 旋转变压器 线性旋转变压器
比例式旋转变压器
•按是否有电刷可分为有刷式和无刷式、按通道数可分为单 通道和双通道式、按极数可分为单对极和多对极式、按转子 是否有绕组可分为绕线式和磁阻式。
1.4 旋转变压器电气参数
2.2 旋转变压器使用注意事项
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。
•从原理上看，旋转变压器相当于一台可以转动的变压器； 从结构上看，旋转变压器相当于一台两相的绕线转子异步电 动机 •旋转变压器属于电机种类中的控制电机
1.3 旋转变压器分类
8
电机
静止的电气设备——变压器
直流电机
直流发电机 直流电动机
旋转电机 控制电机
交流电机 旋转变压器 --------------
数控机床上的应用
电梯上的应用
航空航天上的应用
5. 旋转变压器的市场简介
1
1. 旋转变压器介绍
原理 定义 分类 电气参数
1.1 旋转变压器原理
1.1 旋转变压器原理
•二次侧绕组转过一定角度，则磁通Ф不能全部匝链二次侧绕 组，此时二次侧绕组感应的电动势幅值会随着转过的角度而 改变。
1.2 旋转变压器定义
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。
1.4 旋转变压器电气参数
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。
(4) 励磁一方两相绕组同时励磁时，即只能采用二次 侧补偿方式时，两相输出绕组的负载阻抗应尽可能相 等。
-17-
2.2 旋转变压器使用注意事项
旋转变压器属于精密电气元件，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。
2.2 旋转变压器使用注意事项
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。
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。U=knbsf
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
使用原则 安装注意事项 常见问题分析
2.1 旋转变压器使用原则
(1) 旋转变压器应尽可能在接近空载的状态下工作。 因此，负载阻抗应远大于旋转变压器的输出阻抗。两 者的比值越大，输出电压的畸变就越小。
(2) 使用时首先要准确地调准零位，否则会增加误差， 降低精度。
(3) 励磁一方只用一相绕组时，另一相绕组应该短路 或接一个与励磁电源内阻相等的阻抗。
a)定转子同心
b)定子偏心
图8 定转子偏心情况示意
c)转子偏心
2.2 旋转变压器使用注意事项
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。
绕线式旋转变压器简介
内容
1. 旋转变压器介绍
原理
定义
分类
电气参数
2.旋转变压器的使用方法
使用原则
安装注意事项
常见问题
3. 位置传感器介绍
常用传感器介绍 光电编码器介绍
4.绕线式旋转变压器的行业应用
塑料机械上的应用
纺织机械上的应用
油田机械上的应用
风电行业上的应用
磁电压值之比。
1.4 旋转变压器电气参数
11
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（″）。