适用于不同极对数旋转变压器的通用粗精组合方案
多极旋转变压器轴角粗、精机组合软件方法
多极旋转变压器轴角粗、精机组合软件方法
黄卫权;王宏健;张伟民
【期刊名称】《自动化技术与应用》
【年(卷),期】2002(021)004
【摘要】本文针对多极旋转变压器中粗、精机组合时产生的原理性误差,提出了一种软件实现多极旋转变压器轴角粗、精机组合的方法.该方法已实际应用于多种型号、数十台船用平台罗经中,具有经济、简便、实用的特点.
【总页数】2页(P47-48)
【作者】黄卫权;王宏健;张伟民
【作者单位】哈尔滨工程大学自动化学院;哈尔滨工程大学自动化学院;海军青岛航保厂
【正文语种】中文
【中图分类】TM921
【相关文献】
1.双通道旋转变压器粗精组合轴角转换原理及应用 [J], 赵文香;刘玉晶;张巍;马立明
2.基于FPGA的多极旋转变压器粗、精数据组合双速处理器的设计与实现 [J], 徐大林;高文政
3.多极双通道旋转变压器—RDC轴角编码装置的数码锁存及组合问题分析 [J], 徐承忠
4.多极旋转变压器粗机激磁补偿绕组断路检查方法 [J], 张文海
5.多极旋转变压器采样值粗、精组合的一种快速算法 [J], 乐慧康
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多极旋转变压器轴角粗、精机组合软件方法
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根 据 图 ２即可 对多 极旋 转 变压 器进 行轴 角 组合 。先 将 ０～ 。
为 了提高 测角 精度 ， 目前 常 用多 极旋 转变 压 器粗 、 机组 合 的 方 精 法 。粗精 机组 合 的含 义 是粗 机 轴 角 转 过 １圈时 ， 机 轴 角 则 转 精 过 ｎ圈（ 常取 １ － ３ ， ｎ通 ６ ６ 也有 限 ６ ４的 ） 即 由粗机 确 定轴 角 的粗 ， 略， 由精 机来 得到 轴 角 的 精 确 位 置 。因 此 ， 将 粗 、 机 轴 角 组 需 精 合来 得到 真 实的机 械 轴角 。 目前 ， 现 多极 旋 转 变 压 器 轴 角粗 、 机 组 合 的方 法 有 两 实 精 类 ： 类 是 由硬 件 实现 的组 合方 法 ， 已功能 集 成 模 块 化 、 一 现 系列 化 。另一 类是 由软 件 实现 的组 合方 法 。本 文 介绍 一种 工程 实 用 的 软件 实现 多极 旋转 变压 器 轴 角粗 、 机组 合 的方 法 。 精
旋转变压器极对数的选择
旋转变压器极对数的选择旋转变压器是一种常见的电力设备，广泛应用于电力系统中。
在使用旋转变压器时，如何选择合适的极对数是一个很重要的问题。
本文将详细介绍旋转变压器极对数的选择方法及其影响因素。
一、极对数的定义和作用旋转变压器的极对数是指旋转变压器中每个相的磁极数。
极对数的选择会直接影响到旋转变压器的输出电压和电流，是旋转变压器设计中的重要参数之一。
旋转变压器的极对数决定了旋转变压器的转速，转速越高，则输出电压也越高。
同时，极对数还会影响旋转变压器的体积、重量和成本等方面。
二、极对数的选择方法1.根据需求确定极对数旋转变压器的极对数应根据具体的需求来确定。
一般来说，当需要较高的输出电压时，应选择较高的极对数；当需要较高的输出电流时，应选择较低的极对数。
2.考虑电力系统的特点在选择极对数时，还应考虑电力系统的特点。
对于较大的电力系统，应选择较高的极对数，以减少系统中的谐波电流；对于较小的电力系统，应选择较低的极对数，以减少系统中的电磁干扰。
3.考虑旋转变压器的负载特性旋转变压器的负载特性也会影响极对数的选择。
当负载变化范围较大时，应选择较高的极对数，以保证输出电压的稳定性；当负载变化范围较小时，应选择较低的极对数，以减小旋转变压器的体积和重量。
三、极对数的影响因素1.电源电压电源电压的变化会影响旋转变压器的输出电压和电流。
当电源电压变化较大时，应选择较高的极对数，以保证输出电压的稳定性。
2.负载变化范围负载变化范围的大小会直接影响旋转变压器的输出电压和电流。
当负载变化范围较大时，应选择较高的极对数，以保证输出电压的稳定性。
3.旋转变压器的设计参数旋转变压器的设计参数也会对极对数的选择产生影响。
例如，旋转变压器的转速、线圈匝数等参数都会影响旋转变压器的输出电压和电流，从而影响极对数的选择。
四、总结旋转变压器的极对数是旋转变压器设计中的重要参数之一。
在选择极对数时，应根据具体的需求、电力系统的特点和旋转变压器的负载特性等因素进行考虑。
双通道多极旋转变压器-数字转换器的设计与实现
轴角 测量 仪器 ， 有 测量 精度 高 、 构 简单 、 具 结 运行 可
靠 的特点 ， 主要 应用 于 高精度 、 可靠 性 的控制 测量 高 领域 ， 如航 天 、 空 、 器 人 控 制 、 型 数 控 机 床 诸 航 机 大
等。
值 ， 后对 粗精 角 度值 进 行 组 合 、 最 纠错 ， 并输 出并 行
组合纠错算法 ， 设计 实现 了一种全数字型双通道多极 Ｒ Ｃ转换器 ， Ｄ 转换精度高 、 结构简单 、 成本低 。 关键词 ： 全数 字型 ； 双通道 多极旋转 变压器 ； 组合 纠错 ； Ｓ ＤＰ
中 图分 类 号 ： Ｍ ３３ ２ Ｔ ８ ． 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４ ７ １ （０ ０）１ ０２ — ３ １０ — ０ ８ ２ １ ０ — ０ ７ ０
二进 制 数字 量 。
双通道 多 极旋转 变 压 器 一 字 转 换 系 统一 般 由 数 测角元 件 和解算 电路 两部 分组 成 。测 角元 件采 用双
通道 多极旋 转 变压 器 ， 解 算 电路 的 实 现 方式 目前 而
ｒ Ｌ 主要有 以下三种 ：
杂 ， 积大； 体
母 茹
议 持电棚 ２０ 第 期 ０ 年 １ １
一 －．一 ．… 一一 一… … … … 一一 … ， —
设计分斩
一 一 一
双 通 道 多极 旋 转 变 压 器 一 字 转 换 器 的设 计 与 实现 数
徐大林 ， 良闯 ， 廖 高文政 黄庆安 ，
（１ 东南 大学 ， 苏 南 京 ２０ ９ ；． 苏 自动 化 研 究所 ， 苏 连 云 港 ２ ２０ ） ． 江 １０ ６ ２ 江 江 ２０６ 摘 要 ： 析 了 双 通 道 多 极 转 变 压 器 一 字转 换 器 的 组 成 及 原 理 ， 用 数 字 化 过 采 样 技 术 、 环 跟 踪 解 算 算 法 、 分 数 应 闭
旋转变压器原理种类及选用
目录
• 旋转变压器原理 • 旋转变压器种类 • 选用旋转变压器的考虑因素 • 常见问题与解决方案 • 案例分析
01
CATALOGUE
旋转变压器原理
旋转变压器工作原理
01
旋转变压器是一种基于电磁感 应原理的传感器，通过测量旋 转角度或角速度来输出电压信 号。
02
当转子转动时，磁路中的气隙 大小发生变化，从而改变线圈 的磁通量，在线圈中产生感应 电动势。
旋转变压器应用领域
工业自动化
用于测量和控制各种机械设备的旋转角 度和角速度，如伺服电机、减速机、泵
等。
汽车
用于检测车轮的角度和转速，实现车 辆的防抱死制动系统和四轮定位等功
能。
航空航天
用于测量飞行器的姿态、位置和角速 度，保证飞行器的稳定性和导航精度 。
机器人
用于机器人的关节角度和角速度测量 ，实现机器人的精确控制和自主导航 。
THANKS
感谢观看
03
感应电动势与转子的位置和转 速有关，通过测量这个感应电 动势，可以确定转子的位置和 转速。
旋转变压器分类
根据相数分类
单相旋转变压器和多相旋转变压器。单相输出一个电压信号，多相输出多个电压信号，具有更高的分辨率和精度 。
根据结构分类
接触式旋转变压器和无接触式旋转变压器。接触式旋转变压器具有较高的测量精度和稳定性，但需要定期维护和 更换易损件；无接触式旋转变压器通过光电、磁等非接触方式测量，具有较长的使用寿命和较低的维护成本。
精度和线性度
精度
选择具有高精度和低误差的旋转变压器，以 满足系统对测量和控制精度的要求。
线性度
考虑旋转变压器的线性范围和线性度，确保 其输出信号与输入信号成正比。
基于FPGA的多极旋转变压器粗、精数据组合双速处理器的设计与实现
双通道变换后 的数字数据进行 组合与纠错 ， 即用双速 处理器得到数字角度全量。 目 ， 前 多极旋转变压器粗 、 精数据组合的双速处理 器实现的方法有 ３ ： Ｏ 种 ①Ｒ Ｍ芯片 ； ②微处理器； ③可 编程逻辑器件 （ Ｐ Ａ） Ｆ Ｇ 。其优缺点如表 １ Ｇ Ａ有着 。Ｆ Ｐ 规整的内部逻辑阵列和丰富 的连线资源 ， 特别适合数 字信号处理任务。
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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。
双通道旋转变压器粗精组合轴角转换原理及应用
双通道旋转变压器粗精组合轴角转换原理及应用赵文香;刘玉晶;张巍;马立明【摘要】目前的旋转变压器大多采用粗精组合来提高其精度,粗精组合时的纠错问题是粗精组合系统的一个关键问题.基于双通道旋转变压器粗精组合轴角转换原理及纠错方法,研究设计了旋转变压器作为轴角转换器件的角度测试系统,包括:选用旋转变压器作为姿态角传感器和高低角传感器测试装置的测角元件;采用双通道旋转变压器粗精组合方式实时获取角度信息;通过与单片机的连接,选取旋转变压器数字转换器进行数字转换,完成角度信息的输出;在软件设计方案中,重点研究了粗精组合算法,采用余数比较法确定粗轴读数和精轴读数的组合关系,对粗、精轴读数进行组合纠错,提高了传感器的测角精度.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】5页(P72-76)【关键词】旋转变压器;数字转换;粗精组合;电路设计;误差分析;精度【作者】赵文香;刘玉晶;张巍;马立明【作者单位】北方导航控制技术股份有限公司,北京 100176;北方导航控制技术股份有限公司,北京 100176;北方导航控制技术股份有限公司,北京 100176;北方导航控制技术股份有限公司,北京 100176【正文语种】中文【中图分类】TM383.2目前，旋转变压器作为测角元件应用很广，在武器系统中主要应用于测量车体的姿态角、高低角和方位角。
在以数字化战场为核心的系统中，要想充分发挥作战效能，必须提高命中率和快速反应能力；因此，提高各个传感器的输出精度尤为关键。
旋转变压器以及相应的数字变换器具有较高的可靠性和抗干扰能力，良好的环境条件适应性和可维护性，近十年来，各种用途的火控系统都采用了旋转变压器做为测角、数据传输和同步控制等[1]。
提高测量精度有2种方式：一种是多极旋转变压器可以提高固有精度；另一种是用2种不同极对数的旋转变压器组成组合电动机，利用提高传动比来提高测量精度。
目前的旋转变压器大多采用粗精组合来提高其精度，粗精组合时的纠错问题是粗精组合系统的一个关键问题。
双通道旋转变压器粗、精机零位偏差设计
数 ；为槽号 ，＝１２ …， …。 ｉ ｉ ，， ｚ 为 了缩 小 体 积 ， 通 道 旋 转 变 压 器 一 般 都 采 用 粗 机 （ １ ２精 机 绕 组 形 式 双 极 ． 对 数 为 １ 和精 机 （ 对 数 为 Ｐ 共 磁 路 式 结 构 ， 粗 、 机 绕 １２ １原 方 绕 组 ） 极 ） 即 精 ．．
一
的粗 、 精机 的零位偏差在 ３ Ｏ 以内 ， 这就需 要在双通 道旋转 变
压 器 绕 组 设 计 中 必 须 考 虑 到 粗 、 机 理 论 零 位 尽 量 取 得 一 精 致 ， 者 之 间 的偏 差 控 制 在 一 定 的范 围之 内 。 二
槽的利用率 ， Ｉ型绕组 基本 不用 ） 。每槽导 体数 的计算公 式
角度。
（ ５ ） （ ６ ）
以分为绕组轴线对准某个槽的 Ｉ 型绕 组 ， 以及绕组 轴线对 准
某 个 齿 的 Ⅱ型 绕 组 。每 槽 导 体 数 的 计 算 公 式 如 下 ： Ｉ 同心式绕组 ： 型
式中 ： Ⅳ 为精机定子导体数 ； 为基准轴线距第一槽 的机械
Ⅳ 。 ｓＩｉ ） ＝Ⅳ ｉ ｎ２厶 、
为 ： 数 槽 集 中绕 组 ： 整
Ｎ ＝ （ １ 一 ）Ｎ Ⅱ型 同 心 式 绕 组 ：
＝
（） ３
１双通 道旋 转 变压 器 的 绕组 形式
双 通 道 旋转 变 压 器 ， 常 转 子 为 原 方 、 相 激 磁 ， 子 作 通 单 定 为 副 方 、 相 输 出 。其 绕 组 设 计 ， 要 是 根 据 机 座 号 、 对 数 两 主 极
饭 持电棚 ２１ 第 期 ０ 年 ５ １
一 … ． … … … ～ … … … … … … … … … ． ．
旋转变压器的相位对齐方式资料
旋转变压器的相位对齐方式旋转变压器简称旋变，是由经过特殊电磁设计的高性能硅钢叠片和漆包线构成的，相比于采用光电技术的编码器而言，具有耐热，耐振。
耐冲击，耐油污，甚至耐腐蚀等恶劣工作环境的适应能力，因而为武器系统等工况恶劣的应用广泛采用，一对极（单速）的旋变可以视作一种单圈绝对式反馈系统，应用也最为广泛，因而在此仅以单速旋变为讨论对象，多速旋变与伺服电机配套，个人认为其极对数最好采用电机极对数的约数，一便于电机度的对应和极对数分解。
旋变的信号引线一般为6根，分为3组，分别对应一个激励线圈，和2个正交的感应线圈，激励线圈接受输入的正弦型激励信号，感应线圈依据旋变转定子的相互角位置关系，感应出来具有SIN和COS包络的检测信号。
旋变SIN和COS输出信号是根据转定子之间的角度对激励正弦信号的调制结果，如果激励信号是sinωt，转定子之间的角度为θ，则SIN信号为sinωt×sinθ，则COS信号为sinωt×cosθ，根据SIN，COS信号和原始的激励信号，通过必要的检测电路，就可以获得较高分辨率的位置检测结果，目前商用旋变系统的检测分辨率可以达到每圈2的12次方，即4096，而科学研究和航空航天系统甚至可以达到2的20次方以上，不过体积和成本也都非常可观。
商用旋变与伺服电机电角度相位的对齐方法如下：1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出；2.然后用示波器观察旋变的SIN线圈的信号引线输出；3.依据操作的方便程度，调整电机轴上的旋变转子与电机轴的相对位置，或者旋变定子与电机外壳的相对位置；4.一边调整，一边观察旋变SIN信号的包络，一直调整到信号包络的幅值完全归零，锁定旋变；5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，信号包络的幅值过零点都能准确复现，则对齐有效。
撤掉直流电源，进行对齐验证：1.用示波器观察旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形；2.转动电机轴，验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。