旋转变压器
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。
电机中旋转变压器的作用
电机中旋转变压器的作用在电机中，旋转变压器扮演着重要的角色，它能够实现电能的转换和传输。
旋转变压器通过改变电压大小来满足不同终端设备的需求。
本文将从旋转变压器的原理、工作过程以及应用领域等方面进行探讨，以便更好地理解电机中旋转变压器的作用。
一、旋转变压器的原理旋转变压器是由一个固定绕组和一个转子组成的，它们之间通过旋转的方式进行电能的传输。
固定绕组通常被称为定子，而转子则是旋转的部分。
定子和转子上分别绕有绕组，它们之间通过电刷和电刷环进行电能的传输。
在旋转变压器中，电能由定子输入，通过旋转转子后输出。
转子上的绕组与定子上的绕组相互连接，通过磁场的相互作用来实现能量的转换。
当电能通过定子绕组时，它会产生一个磁场，这个磁场会与转子绕组相互作用，从而使电能转移到转子上。
二、旋转变压器的工作过程旋转变压器的工作过程可以分为三个步骤：输入、传输和输出。
输入阶段：在输入阶段，电能从外部电源输入旋转变压器的定子绕组中。
通过电流的流动，定子绕组产生一个磁场。
传输阶段：在传输阶段，定子绕组产生的磁场与转子绕组相互作用。
这个相互作用会导致电能从定子绕组传输到转子绕组。
输出阶段：在输出阶段，电能从转子绕组输出到外部设备。
通过与外部设备的连接，电能可以被用于驱动机械运动或供给其他电器设备。
三、旋转变压器的应用领域旋转变压器广泛应用于各个领域，尤其是电机领域。
以下是一些旋转变压器的应用示例：1.电动机驱动：旋转变压器可以用于电动机的驱动，通过改变输入电压的大小，可以控制电动机的转速和输出功率。
2.交流输电：旋转变压器可以用于交流输电系统，通过改变输出电压的大小，可以实现不同地区之间的电能传输。
3.电力系统：旋转变压器可以用于电力系统中的变电站，通过改变输入电压的大小，可以满足不同用户的用电需求。
4.变频器：旋转变压器可以用于变频器中，通过改变输入电压的频率和幅值，可以实现电动机的调速和控制。
总结：旋转变压器在电机中起到了至关重要的作用，它可以实现电能的转换和传输。
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。
旋转变压器名词解释
旋转变压器名词解释
嘿，朋友！你知道旋转变压器不？这玩意儿啊，就像是机器世界里的神奇魔法师！旋转变压器，简单来说，就是一种能把机械转动转化为电信号的装置。
比如说吧，就好像你在骑自行车，车轮的转动就像是机械运动，而旋转变压器呢，就能把这个转动变成一种特殊的电信号，就像给这个转动施了魔法一样，神奇吧！
它主要由定子和转子组成，这定子和转子啊，就如同两个默契配合的好伙伴。
定子上绕有绕组，就像是给它穿上了一件特殊的“电线衣服”，而转子呢，就在定子中间欢快地转动。
当转子转动时，哇哦，奇妙的事情就发生了，电信号就产生啦！
旋转变压器在很多领域都大显身手呢！在工业自动化中，它就像一个默默无闻却又超级可靠的小助手，帮助机器精准地控制动作。
在机器人领域，它更是如同给机器人装上了一双敏锐的眼睛，让机器人能准确感知自己的位置和动作。
你想想看，要是没有旋转变压器，那些复杂的机器和智能设备还能这么厉害吗？肯定不能啊！它真的太重要啦！
旋转变压器虽然不太起眼，但它的作用可不容小觑啊！它就像是隐藏在机器背后的无名英雄，默默地为各种高科技设备贡献着自己的力
量。
所以啊，可别小看了这个小小的旋转变压器哦！它真的是超级厉害的存在！。
旋转变压器
旋转变压器旋转变压器（resolver/transformer）是一种电磁式传感器，又称同步分解器。
它是一种测量角度用的小型交流电动机，用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度，是一种精密角度、位置、速度检测装置,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，通过电磁耦合得到感应电压。
旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化,输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系.旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号；在解算装置中可作为函数的解算之用，故也称为解算器。
旋转变压器包含三个绕组，即一个转子绕组和两个定子绕组。
转子绕组随马达旋转，定子绕组位置固定且两个定子互为90度角(如图1所示)。
这样，绕组形成了一个具有角度依赖系数的变压器。
将施加在转子绕组上的正弦载波耦合至定子绕组，对定子绕组输出进行与转子绕组角度相关的幅度调制。
由于安装位置的原因，两个定子绕组的调制输出信号的相位差为90度。
通过解调两个信号可以获得马达的角度位置信息，首先要接收纯正弦波及余弦波，然后将其相除得到该角度的正切值，最终通过“反正切”函数求出角度值。
旋转变压器角度位置伺服控制系图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。
伺服放大器接受选变压器的输出信号，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。
第四章 旋转变压器
jKu X m 2 cos 2
Zr Z l1 jKu2 X m 2 2 2 2 2 Z X Z Z jK X jK X sin jK X cos u m u m u m s m r l1 2 Zr Z l 2 jKu X m
2 0 jI f Ku X m sin I r1 Zr Zl1 jKu X m
i
正弦输出绕组电流、电压
I r1
Z s Z r Z l1 Z r Z l1 K u2 Z s jK u2 X m cos 2 jX m
K u U f sin
励磁回路电压方程
余弦绕组回路电压方程
K X cos I Z Z jK X 0 jI
2 f u m r2
r
l2
u
m
解得
I f Zs jX m
Ir1
jKu X m 2 sin 2
2 u
U f
Zr Z l1 jK X m Zr Z l 2 jKu2 X m sin jKuU f
第四章 旋转变压器 Resolver
本章内容：
§4-1 概述 §4-2 正余弦旋转变压器的工作原理 §4-3 线性旋转变压器 §4-4 旋转变压器的应用 §4-5 感应移相器
§4-1概述
旋转变压器是自动控制装置中的一类精密控 制微电机。从物理本质看，可以认为是一种可以 旋转的变压器，这种变压器的原、副边绕组分别 放置在定子和转子上。当旋转变压器的原边施加 交流电压励磁时，其副边输出电压将与转子的转 角保持某种严格的函数关系，从而实现角度的检 测、解算或传输等功能。
旋转变压器
封闭式 适用于恶劣环境 小机座号采用一刀通结构 12 20小机座号机壳采用不锈钢 36 45 55 大机座号采用硬铝 28号两者都用 无接触式：有限转角 无限转角
Z3 θ Eq12 BZq Z2
Bq12 Z1 Bz B Zd
ER1
Z4
IR1
ZL
旋转变压器有载时，输出特 性的畸变，主要是由交轴磁 通引起的。为了消除畸变， 就必须设法消除交轴磁通的 影响。消除畸变的方法称为 补偿。
§4-2 正余弦旋转变压器的工作原理
三、二次侧补偿
利用余弦输出绕组中电流产生 的交轴磁势抵消正弦绕组中电 流产生的交轴磁势。
第4章 旋转变压器
§4-2 正余弦旋转变压器的工作原理
二、负载运行
I r1 KuU f sin
Z s ( Z r Z l 1 ) 2 2 ( Z r Z l 1 K u Z s ) jKu X m cos2 jX m
KuU f sin U r 1 I r1 Z l 1 2 Z r Z l 1 Z s Ku Z s jX m 2 (1 ) Ku cos2 Z l1 jX m Z l1 Z l1
用于解算装置中的旋变
正余弦旋转变压器 线性旋转变压器
在一定工作转角范围内，输出电压与转角成线性关系 正余弦旋转变压器绕组不同连接/单绕组线性旋转变压器
比例式旋转变压器
增加调整和锁紧转子位置的装置，其他与正余弦旋转变压器结构相同
特殊函数旋转变压器
用于随动系统中的旋变
旋转变压器的功能
旋转变压器的功能《旋转变压器的功能》旋转变压器，这听起来有点复杂的东西，其实有着挺有趣的功能呢。
旋转变压器就像是一个超级精确的旋转角度测量小能手。
想象一下，在一个大的机械装置里，有很多部件在不停地转动，就像游乐场里的旋转木马一样。
如果想要知道每个部件到底转了多少角度，旋转变压器就能派上大用场了。
比如说在机器人的关节处，机器人的手臂要做出各种各样精确的动作，像拿东西、做手势之类的，旋转变压器就能准确地告诉我们关节转动的角度，就好像是关节的小秘书，随时汇报着关节转动的情况。
它在电机控制系统里也是个重要角色。
电机转得快还是慢，转了多少圈，转动的方向是怎样的，旋转变压器都能清楚地感知到。
这就好比电机是一辆车，旋转变压器就是车上的里程表和指南针。
里程表能知道车跑了多远，这就类似旋转变压器能知道电机转了多少，而指南针能知道方向，这就如同旋转变压器能感知电机的转动方向。
有了旋转变压器，电机就能更好地被控制，就像车有了准确的仪表能更好地行驶在路上一样。
在航空航天领域，旋转变压器更是有着不可替代的作用。
飞机的机翼、起落架等部件的运动角度都需要精确控制和测量。
旋转变压器就像一个忠诚的卫士，默默地守护着飞机部件的每一个转动细节。
比如说飞机起飞和降落的时候，起落架的伸缩角度必须精确无误，旋转变压器就像一双敏锐的眼睛，精确地盯着起落架的角度变化，确保飞行安全。
这就好像是在走钢丝的时候，旁边有个人拿着尺子在精确地测量着你每一步的偏差，只要有一点点不对，就能及时调整。
在工业自动化生产线上，旋转变压器也有着独特的贡献。
那些自动化的机械臂在流水线上抓取、放置零件，动作必须非常精准。
旋转变压器就像是机械臂的智能大脑的一部分，告诉机械臂它现在的角度是多少，应该再转动多少角度才能准确地抓到零件。
如果没有旋转变压器，机械臂就像没头的苍蝇一样，乱抓一气，生产出来的产品可能就都是次品了。
在船舶航海设备里，旋转变压器也发挥着自己的力量。
船舵的转动角度对船的航行方向至关重要。
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。
旋转变压器详解
旋转变压器（重点在于输入输出的关系）伺服传感器按被测量分类：位移传感器、速度传感器、加速度传感器、电流传感器。
位移传感器、速度传感器、加速度传感器各有直线和旋转角度的两种方式。
（1）旋转变压器概述⒈⒈旋转变压器的发展旋转变压器用于运动伺服控制系统中，作为角度位置的传感和测量用。
早期的旋转变压器其输出，是随转子转角作某种函数变化的电气信号，通常是正弦、余弦、线性等。
作为角度位置传感元件，常用的有这样几种：光学编码器、磁性编码器和旋转变压器。
由于制作和精度的缘故，磁性编码器没有其他两种普及。
光学编码器的输出信号是脉冲，由于是天然的数字量，数据处理比较方便，因而得到了很好的应用。
早期的旋转变压器，由于信号处理电路比较复杂，价格比较贵的原因，应用受到了限制。
因为旋转变压器具有无可比拟的可靠性，以及具有足够高的精度，在许多场合有着不可代替的地位，特别是在军事以及航天、航空、航海等方面。
和光学编码器相比，旋转变压器有这样几点明显的优点：①无可比拟的可靠性，非常好的抗恶劣环境条件的能力；②可以运行在更高的转速下。
（在输出12 bit的信号下，允许电动机的转速可达60,000rpm。
而光学编码器，由于光电器件的频响一般在200kHz以下，在12 bit时，速度只能达到3,000rpm）；③方便的绝对值信号数据输出。
⒈⒉旋转变压器的应用这些年来，随着工业自动化水平的提高，随着节能减排的要求越来越高，效率高、节能显著的永磁交流电动机的应用，越来越广泛。
而永磁交流电动机的位置传感器，原来是以光学编码器居多，但这些年来，却迅速地被旋转变压器代替。
可以举几个明显的例子，在家电中，不论是冰箱、空调、还是洗衣机，目前都是向变频变速发展，采用的是正弦波控制的永磁交流电动机。
目前各国都在非常重视的电动汽车中，电动汽车中所用的位置、速度传感器都是旋转变压器。
例如，驱动用电动机和发电机的位置传感、电动助力方向盘电机的位置速度传感、燃气阀角度测量、真空室传送器角度位置测量等等，都是采用旋转变压器。
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7-3 旋转变压器
旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。
当激磁绕组以一定频率的交流电激励时，输出绕组的电压可与转角的正弦、余弦成函数关系，或在一定范围内可以成线性关系。
它广泛用于自动控制系统中的三角运算、传输角度数据等，也可以作为移相器用。
一、使用说明
D56旋转变压器，中频电源实验装置是由旋转变压器中频电源和旋转变压器实验仪两部分组合而成。
(一) 实验仪
1、旋转变压器技术指标
型号：36XZ20-5
电压比：0.56
电压：60V
频率：400Hz
激励方：定子
空载阻抗；2000Ω
绝缘电阻：≥100MΩ
精度：1级
2、刻度盘
1）本装置将旋转变压器转轴与刻度盘固紧连接，使用时旋转刻度盘手柄即可完成转轴旋转。
2）可轻松旋转刻度盘，但不允许用力向外拉，以防轴头变形。
3、接线柱
本装置将旋转变压器的引线端与接线柱一一对应连接，使用时根据实验接线图用手枪插头（或鳄鱼夹），将接线柱连结即可完成实验要求。
(二) 中频电源
1、技术参数
波形：正弦波
频率：400Hz±5Hz
电压：0～70V
失真度：1%
负载：36XZ20-5旋转变压器
2、电原理框图
3、结构特征 1）前面板用2
1
4
电压表用于指示输出电压，下端是400HZ 中频电源的输出端。
2) 输出调节旋钮顺时针旋转为增大输出幅度，逆时针旋转为减小输出幅度。
二、正余弦旋转变压器实验
（一）实验目的
1、研究测定正余弦旋转变压器的空载输出特性和负载输出特性。
2、研究测定二次侧补偿、一次侧补偿的正余弦旋转变压器的输出特性。
3、了解正余弦旋转变压器的几种应用情况。
（二）预习要点
1、正余弦旋转变压器的工作原理。
2、正余弦旋转变压器的主要特性及其实验方法。
（三）实验项目
1、测定正余弦旋转变压器的空载时的输出特性
2、测定负载对输出特性的影响
3、二次侧补偿后负载时的输出特性
4、一次侧补偿后负载时的输出特性
5、正余弦旋转变压器作线性应用时的接线图
（四）实验方法
1、实验设备
2、屏上挂件排列顺序 D56、D51、D42
3、测定正余弦旋转变压器空载时的输出特性
图7-3 正余弦旋转变压器空载及负载实验接线图
1）按图7-3接线。
图中R 、R L 均用D42上900Ω串联900Ω共1800Ω阻值，并调定在1200Ω阻值。
开关S 1、S 2、S 3用D51上相应开关，D 1、D 2为激磁绕组，D 3、D 4为补偿绕组，Z 1、Z 2为余弦绕组，Z 3、Z 4为正弦绕组。
2）开关S 1、S 2、S 3都在打开位置。
3）定子励磁绕组两端D 1、D 2施加额定电压U fN （60V 、400Hz ）且保持不变。
4）用手缓慢旋转刻度盘，找出余弦输出绕组输出电压为最小值的位置，此位置即为起始零位。
5）在0º-180º间每转角10º测量转子余弦空载输出电压U r0与刻度盘转角ɑ的数值。
并记录于表7-9中。
V
R L
S 3
Z 4
Z 2
Z 3
Z 1
S 2
R
4、测定负载对输出特性影响
1）在图7-3中，开关S1、S2仍打开，开关S3闭合，使正余弦旋转变压器带负载电阻R L运行。
2）重复实验方法3中3）、4）、5）的步骤，记录余弦负载输出电压U rL与转角ɑ的数值并记录于表7-10中。
5、测量二次侧补偿后负载时的输出特性
1）在图7-3中，开关S1打开，S3闭合接通负载电阻R L，开关S2也闭合，使二次侧正弦输出绕组端Z3、Z4经补偿电阻R闭合。
2）重复实验方法3中3）、4）、5）的步骤，记录余弦负载输出电压U rL与转角ɑ的数值并记录于表7-11中。
实验时注意一次侧输出电流的变化。
6、测量一次侧补偿后负载时输出特性
1）在图7-3中，开关S3闭合接通负载电阻R L，S1也闭合，把一次侧接成补偿电路，开关S2打开。
2）重复实验方法3中3）、4）、5）的步骤，记录余弦负载输出电压U rL与转角ɑ的数值并记录于表7-12中。
7、正余弦旋转变压器作线性应用时的接线图
图7-4 正余弦旋转变压器作线性应用时的接线图
1）按图7-4接线。
图中R L 用D42上900Ω
串联900Ω共1800Ω阻值并用万用表调至1200Ω固定不变。
2）重复实验方法3中3）、4）和5）的步骤，在-60º-60º间，每转角10º记录输出电压U r 与转角ɑ的数值并记录于表7-13中。
五、实验报告
1、根据表7-9的实验记录数据，绘制正余弦旋转变压器空载时输出电压U r0与转子转角ɑ
的关系曲线，即U r0=f（ɑ）。
2、根据表7-10的实验记录数据，绘制负载时输出电压U rL与转子转角ɑ的关系曲线，即U rL=f（ɑ）。
3、根据表7-11的实验记录数据，绘制二次侧补偿后负载时输出电压U rL与转子转角ɑ的关系曲线，即U rL=f（ɑ）。
4、根据表7-12的实验记录数据，绘制一次侧补偿后负载时输出电压U rL与转子转角ɑ的关系曲线，即U rL=f（ɑ）。
5、根据表7-13的实验记录数据，绘制正余弦旋转变压器作线性应用时输出电压U r与转子转角ɑ的关系曲线，即U r=f（ɑ）。
注：(1) 要保持输出电压不变,可将转角固定,微调旋钮。
（2）负载R L参考值为1200Ω。
六、思考题
1、试分析旋转变压器一、二次侧补偿的原理。
2、试分析正余弦旋转变压器作线性变压器的原理。