第7课 旋转变压器教案
《变压器》教学设计-优质教案
《变压器》教学设计
一、教材分析
《变压器》选自人教版、普通高中课程标准实验教科书、物理选修3—2第五章《交变电流》的第四节。
学习变压器可以使学生了解电磁感应现象的广泛应用，开拓学生视野，提高学习物理的能力和兴趣，因此这一节的内容是电磁感应教学的进一步延伸；同时变压器也是是交流电路中常见的一种电器设备，是远距离输送交流电不可缺少的装置。
学习变压器能够从能的转化和传递的角度进一步强化对电磁感应现象的认识，为进一步学习远距离输电奠定基础。
教材对《变压器》这节课的设置是从学生的原有认知出发，通过实验手段，引导学生一步一步围绕变压器的原理及工作特性展开，让学生自己进行讨论、分析，逐步完成教学目标。
二、设计理念
在这节物理规律课的教学中，我的设计理念是：以实验为基础，学生的思维拓展为中心，充分发挥学生的主体，注重规律形成过程的教学、实验探究过程的教学、知识发展过程的教学；强调学以致用，联系生活实际，提高学生对知识的迁移和能力活化；
“变压器”一课的教学围绕“什么是变压器？”、“变压器副线圈为什么有电压？”、“变压器怎样将原线圈的电能传输给副线圈？”、“变压器副线圈上的电压大小与什么因素有关？定量关系是怎样的?”等问题为线索展开教学。
因此，本节课的教学采用如下的教学流程：。
高二物理《变压器》教案3篇
高二物理《变压器》教案3篇高二物理《变压器》教案2中国民用供电使用三相电作为楼层或小区进线，多用星形接法，其相电压为220V，而线电压为381V(近似值)，需要中性线，一般也都有地线，即为三相五线制。
而进户线为单相线，即三相中的一相，对地或对中性线电压均为220V。
一些大功率空调等家用电器也使用三相四线制接法，此时进户线必须是三相线。
工业用电多使用6kV以上高压三相电进入厂区，经总降压变电所、总配电所或车间变电所变压成为较低电压后以三相或单相的形式深入各个车间供电。
一、知识目标1、知道三相交变电流是如何产生的．了解三相交变电流是三个相同的交流电组成的．2、了解三相交变电流的图象，知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1／3周期．3、知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势的最大值和周期都相同，但它们不是同时达到最大值（或为零）．4、了解三相四线制中相线（火线）、中性线、零线、相电压、线电压等概念．5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压．二、能力目标1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型3、训练学生的空间想象能力的演绎思维能力．4、努力培养学生的实际动手操作能力．三、情感目标1、通过了解我国的电力事业的发展培养学生的爱国热情2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美教学建议教材分析三相电流在生产和生活中有广泛的应用，学生应对它有一定的了解．但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍，而不涉及太多实际应用中的具体问题．三相交变电流在生产生活实际中应用广泛，所以其基本常识应让每个学生了解．教法建议1、在介绍三相交变电流的产生时，除课本中提供的插图外，教师可以再找一些图片或模型，使学生明白，三个相同的线圈同时在同一磁场中转动，产生三相交变电流，它们依次落后1／3周期．三相交变电流就是三个相同的交变电流，它们具有相同的最大值、周期、频率．每一个交变电流是一个单相电．2、要让学生知道，三个线圈相互独立，每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电．由于三个线圈平面依次相差120o角．它们达到最大值（或零）的时间就依次相差1／3周期．用挂图配合三相电机的模型演示，效果很好．让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电，一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料，另一方面，可同时提供两种不同电压值的交变电流．教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式，理解课本中所介绍的三相电的连接．教学设计方案三相交变电流教学目的１、知道三相交变电流的产生及特点．２、知道星形接法、三角形接法和相电压、线电压知识．教具：演示用交流发电机教学过程：一、引入新课本章前面学习了一个线圈在磁场中转动，电路中产生交变电流的变化规律．如果三组互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈产生三个交变电流．这就是我们今天要学习的三相交变电流．板书：第六节三相交变电流二、进行新课演示单相交流发电机模型：只有一个线圈在磁场中转动，电路中只产生一个交变电动势，这样的发电机叫单相交流发电机．它发出的电流叫单相交变电流．演示：三相交流发电机模型，提出研究三相交变电流的产生．板书：一、三相交变电流的产生１、三相交变电流的.产生：互成120°角的线圈在磁场中转动，三组线圈各自产生交变电流２、三相交变电流的特点：最大值和周期是相同的．板书：三组线圈到达最大值(或零值)的时间依次落后1/3周期我们还可以用图像描述三相交变电流板书：三相交变电流的图像三组线圈产生三相交变电流可对三组负载供电，那么三组线圈和三个负载是怎样连接的呢？板书：二、星形连接和三角形连接1、星形连接说明：在实际应用中，三相发电机和负载并不用６条导线连接，而是把线圈末端和负载之间用一条导线连接，这就是我们要学习的星形连接①把线圈末端和负载之间用一条导线连接的方法叫星形连接（符号Ｙ）②端线、火线和中性线、零线从每个线圈始端引出的导线叫端线，也叫相线，在照明电路里俗称火线．从公共点引出的导线叫中性线，照明电路中，中性线是接地的叫做零线．③相电压和线电压端线和中性线之间的电压叫做相电压两条端线之间的电压叫做线电压．我国日常电路中，相电压是220Ｖ、线电压是380Ｖ2、三角形连接①把发电机的三个线圈始端和末端依次相连的方式叫三角板连接（符号△）②相电压和线电压两条端线之间的电压就是其中一个线圈的相电压，所以三角形连接中相电压等于线电压．高二物理《变压器》教案3教学目标一、知识目标1、知道变压器的构造.知道变压器是用来改变交流电压的装置.2、理解互感现象，理解变压器的工作原理.3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题.4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题.5、理解变压器的输入功率等于输出功率.能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题.6、理解在远距离输电时，利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因.7、知道课本中介绍的几种常见的变压器.二、能力目标1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯.2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力.3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义.三、情感目标1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的和谐、统一美.2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍性及辩证统一思想.3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度.教学建议教材分析及相应的教法建议1、在学习本章之前，首先应明确的是，变压器是用来改变交变电流电压的.变压器不能改变恒定电流的电压.互感现象是变压器工作的基础.让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的.因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关.这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了.2、在分析变压器的原理时，课本中提到了次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源一般情况下，忽略变压器的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的.这两个条件，都是理想变压器的工作原理的内容.利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先可以帮助学生分析变压器原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量;在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电.在这个过程中，如果从能量角度分析，可以看成是电能(原线圈中的交变电流)转换成磁场能(铁心中的变化磁场)，磁场能又转换成电能(副线圈对外输出电流).所以，变压器是一个传递能量的装置.如果不计它的损失，则变压器在工作中只传递能量不消耗能量.要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的'电压、电流与匝数的关系式.在解决有两个副线圈的变压器的问题时，这一点尤其重要.当然，在初学时，有两个副线圈的变压器的问题，不做统一要求，不必急于去分析这类问题.对于学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论.3、学生对变压器原理和变压器中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊认识，引导学生认真讨论章后习题，对学生澄清认识会有所帮助.4、变压器的电压公式是直接给出的.课本中利用原、副线圈的匝数关系，说明了什么是升压变压器和什么是降压变压器，这也是为了帮助学生能记住电压关系公式.利用变压器的输出功率和输人功率相等的关系，得到了 I1I2=U1U2.建议教师做好用输出负载调节输入功率的演示实验.引导学生注意观察，当负载端接入的灯泡逐渐增多时，原、副线圈上的电压基本上不发生变化，原线圈中的电流逐渐增大，副线圈中的电流也逐渐增大.5、介绍几种常见的变压器，是让学生能见到真实的变压器的外型和了解变压器的实际构造.教师应当尽可能多地找一些变压器的给学生看一看.变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物，或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识6、电能的输送，定性地说明了在远距离输送电能时，采用变压器进行高压输电可以大大减少输电线路上的电能损失.这里重点描述了输电线上的电流大小与造成的电热损失的关系，教师应帮助学生分析，理解采用高压输电的必要性.教学重点、难点、疑点及解决办法1、重点：变压器工作原理及工作规律.2、难点：(l)理解副线圈两端的电压为交变电压.(2)推导变压器原副线圈电流与匝数关系.(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义.3、疑点：变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈.4、解决办法：(l)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律.(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系.(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义。
高中物理变压器教案(精选3篇)
高中物理变压器教案（精选3篇）高中物理变压器教案1★新课标要求（一）知识与技能1•知道变压器的构造，了解变压器的工作原理。
2•理解理想变压器原、副线圈中电压与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。
（二）过程与方法在探究变压比和匝数比的关系中培养学生运用物理理想化模型分析问题、解决问题的能力。
（三）情感、态度与价值观1•使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。
2•培养学生实事求是的科学态度。
★教学重点探究变压比和匝数比的关系。
★教学难点探究变压比和匝数比的关系。
★教学方法实验探究法、阅读法、讲解法。
★教学工具学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡★教学过程（一）引入新课师：在实际应用中，常常需要改变交流的电压。
大型发电机发出的交流，电压有几万伏，而远距离输电却需要高达几十万伏的电压。
各种用电设备所需的电压也各不相同。
电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220V的电压，机床上的照明灯需要36V的安全电压。
一般半导体收音机的电源电压不超过10V,而电视机显像管却需要10000V以上的高电压。
交流便于改变电压，以适应各种不同需要。
变压器就是改变交流电压的设备。
这节课我们学习变压器的有关知识。
（二）进行新课1・变压器的原理思考与讨论：师：按上图所示连接好电路，接通电源，观察灯泡是否发光。
生：灯泡亮了。
师：两个线圈并没有直接接触，灯泡为什么亮了呢？这个实验说明了什么？生1：当一个线圈中同交变电流时，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场在另一个线圈中激起感生电场，从而产生感生电动势，灯泡中有了感应电流，故灯泡发光。
生2：实验说明，通过互感现象，电源的能量可以从一个线圈传输给另一个线圈。
师：变压器就是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈构成的。
一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）。
两个线圈都是绝缘导线绕制成的。
铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。
师：画出变压器的结构示意图和符号，互感现象时变压器工作的基础。
旋转变压器介绍PPT学习教案
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2
B
A
右侧（A）： 旋转变压器的定、Fra bibliotek子，信号 变换。
左侧（B）： 环形变压器。
定、转子绕组同 心放置。 图1 环变式旋转 变压器结构示意
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图2 10对极的磁阻式 旋转变压器
①励磁绕组和输出绕组 放在同一套定子槽内。
②励磁绕组和输出绕组 的形式不一样，励磁单 相、输出两相。
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U S1S3 (t) U 2m sin(t ) cos U S 2S 4 (t) U 2m sin(t )sin
图7中虚线是励磁正接时的波形相位，实线是 励磁反接时相位波形。和图5比较，发现：
若符合公式（2），零位应沿同一方向向前移 动180°；
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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。
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⒌⒉ 旋转变压器使用中问题分析 1）精度偏低 精度偏低的可能原因：
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③正弦相反接（S2、S4端点对调）
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按照图9波形，两种情况： 1）若余弦相仍为余弦相，电机转向改变。因
为：正弦相在前面了，只有反转才能余弦 相在前面。零位不变；
2）若想仍然正转，必须正弦相接到余弦相上、 而且反接，余弦相正向接到正弦相上。此 时零位在另一个方向上与原来相差90°。
变压器教学教案.docx
第2节变压器教学冃标：1.了解变压器的构造及工作原理。
2.掌握理想变圧器的电压、电流与徂数间关系。
3.掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。
二、技能目标教学重点变压器工作原理.教学难点变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的.课时安排2课时教学过程一、引入新课［师］在实际应用中，各种用电设备所需的电压也各不相同.电灯、电饭煲、洗衣机等家用电器需要220 V的电压，机床上的照明灯需要36 V的安全电压•一般半导体收音机的电源电压不超过10 V,而电视机显像管却需要10000 V以上的高电压•如何使各种额定电压不同的电器设备正常工作呢？这就需要一种能改变交变电流电压的电气设备一变压器•这节课我们学习变压器的冇关知识.二、新课教学（一）.变压器的构造出示可拆变压器，引导学主观察，变压器主要由哪儿部分构成？1、组成：变压器是山闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成.一个线圈跟电源连接，叫原线圈（初级线圈），另一个线圈跟负载连接，叫副线圈（次级线圈）•两个线圈都是绝缘导线绕制成的.铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成.［演示］将原线圈接照明电源，交流电压表接到不同的副线圈上，观察交流电压表是否有示数？现彖：电压表有示数R示数不同.思考：变压器原、副线圈的电路并不相同，副线圈两端的交流电压是如何产牛的？请同学们从电磁感应的角度去思考.二、工作原理分析：在原线圈上加交变电压3，原线圈中就有交变电流，它在铁芯屮产生交变的磁通量•这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势. 如副线圈是闭合的，在副线圈屮就产牛交变电流，它也在铁芯屮产牛交变的磁通量，在原、副线圈中同样引起感应电动势.副线圈两端的电压就是这样产牛的.变压器工作原理：1互感现象：在原、副线圈上由于侑交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现彖，互感现象是变压器工作的某础。
2能量的转化利用变化的磁场來传递电能 分析如卜:~U1—~11—~ A~U2能量的转化：电能一磁场能一电能思考：变压器的诙芯起什么作用？如果无铁芯，并排放置的原副线圈也发生互感现彖，但原副线圈所激发的交变磁场的磁 感线只冇一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原副线圈中传送电能.如冇铁芯，由于磁 化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，人大捉高了变压器的效率. 三、变压器的工作规律1、理想变压器根据上面的分析变压器在工作时会损耗一部分电能：（1） 虽然原、副线圈银电流所产牛的磁场绝大部分通过铁芯，但也有一•些“漏”到铁芯外。
变压器 说课稿 教案 教学设计
变压器一、教学目标1．了解变压器的构造及理解变压器的工作原理2．探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系并能用它解决基本问题3．明白理想变压器是忽略了变压器的能量损失，它的输出功率等于输入功率4．从探究“匝数与电压关系”全过程指导学生学习物理的思想与方法二、教学重点1．探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系并能用它解决基本问题2．从电磁感应的角度和能量的转化与守恒的角度深刻理解变压器的工作原理三、教学难点1．“探究变压器的匝数与线圈两端的电压的关系”实验。
2．从能量的转化与守恒的角度理解变压器的工作原理四、教具、学具准备学生电源、可拆变压器、实物投影仪、多用电表、小灯泡、单刀双掷开关五、过程与方法观察现象—进行猜想—设计实验—进行分析—得出结论—指导实践（认识变压器在现实生活中的应用，感受它的价值六、教学过程（一）预习指导1．复习相关内容（1）电磁感应现象产生的条件及种类（2）法拉第电磁感应定律及其表达式（3）探究实验的指导思想及基本步骤（4）交流电的特点（5）涡流的特点及利与弊2．预习需要解决的问题（1）变压器的构造（2）变压器的工作原理（3）本节课实验的目的是什麽？需要哪些器材？需要记录哪些数据？为此需要设计什麽样的表格？过程中需要注意什麽事项？（二）创设意境，激发兴趣学生观察：直流电路中S闭和后灯泡L的亮暗学生思考：把两个没有用导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯,一个线圈连到交流电源上, 另一个线圈与灯泡构成闭合回路。
猜想:接通交流电源开关S,灯泡L回发光吗?(鼓励学生敢于说出自己的想法)教师演示:实验是检验真理的标准,回逆前面的猜想,教师演示,验证猜想。
教师提问:你的猜想是正确的,能说出你的依据吗?教师点拨:闭合S,由于电流的大小、方向在不断变化，在铁芯中激发的磁场也不断变化，这个变化的磁场也通过与灯泡L相连线圈，产生感应电动势，所以两线圈之间没有导线相连，灯泡中也有电流通过，从而发光。
学生猜想：那么产生感应电动势的线圈两端电压与线圈匝数有什么关系？(猜想需要在知道一些知识的基础上进行。
数控技术课程教案讲稿旋转变压器
数控技术课程教案/讲稿旋转变压器教师姓名：杨丽梅学院（部、中心）：机电工程学院教研室∕实验室：机电教研室联系电话：2009 年7 月长春工业大学课程教案∕讲稿用纸讲授内容教学设计∕备注旋转变压器重点内容：旋转变压器的工作原理及工作方式。
难点内容：旋转变压器的应用。
一、组成旋转变压器简称旋变，又称作解算器或分解器。
是一种角位移测量装置，由定子和转子组成。
分类：有电刷、集电环结构和无刷结构单对极元件、多对极元件（或称多极元件）二、旋转变压器的工作原理工作原理：电磁感应应用：用于伺服系统中，作为角度位置的产生和检测的元件。
式中: E 2—转子绕组感应电势；V1—定子绕组励磁电压V1=Vm sinωt；Vm—电压信号幅值；α—定、转子绕组轴线间夹角；K—变压比（即绕组匝数比）三、旋转变压器的应用数控系统中旋转变压器作为位置检测和反馈元件，工作在位置控制的相位、幅值工作方式。
1、鉴相方式：定子的两相绕组分别加上幅值相等、频率相同，而相位相差90度的正弦交变电压。
Vs=VmsinωtVc=VmcosωtE2= KV m cosα- KV csinα= KV m (sinωtcosα- cosωtsinα)= KV m sin(ωt-α)转子输出信号的相位角(ωt-α)与转子的偏转角之间有着严格的对应关系。
若测出转子工作绕组输出电压的相位角，即可得到转子相对于定子的空间转角位置。
2、鉴幅方式：定子的两相绕组加的是相位相同、频率相同，而幅值分别按正弦、余弦变化的交变电压。
Vs=Vmsinα电sinωtVc=Vmcosα电sinωtE2 = KV m cosα机- KV csinα机= KV m sinωt(sinα电cosα机- cos电sinα机= KV m sin(α电-α机) sinωt感应电势（E2）是以ω为角频率、以Vm sin(α电-α机)为幅值的交变电压信号。
若电气角α电已知，只要测出E2幅值(利用E2 =0)，便可间接的求出机械角α机，从而得出被测角位移。
《旋转变压器 》PPT课件_OK
3、按使用要求分类
解算装置：正余弦旋转变压器 输出电压与转子转角成正余
弦函数关系
线性旋转变压器 输出电压与转子转角成线性关系
比例式旋转变压器 作为调整电压的比例元件
特殊函数旋转变压器
随动系统：旋转变压器发送机
旋转变压器差动发送机
旋变变压器
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二、旋转变压器结构 旋转变压器结构与绕线式异步电动机类似。 铁芯:定子、转子铁芯采用高磁导率的铁镍硅钢片冲叠而成; 绕组：在定子铁芯和转子铁芯上分别安装有两个在空间上互相 垂直的高精度正弦绕组； 通常设计为2极，转子绕组经电刷和集电环引出。 正余弦旋转变压器结构图如图所示。
输出绕组的端电压分别为：
U r10 E r1 k E f sin kU f sin
输出绕组Z1Z2 称 为正弦绕组
U r20 E r2 k E f cos kU f cos
输出绕组Z3Z4 称
为余弦绕组
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二、正余弦旋转变压器的负载运行
在实际应用中，输出绕组都接有负载，如控制元件，放大器等， 输出绕组有电流流过，从而产生磁通势，使气隙磁场产生畸变， 从而使输出电压产生畸变，不再是转角的正、余弦函数关系。
Fr2d= Fr2cosα
交轴分量为
Fr2q= Fr2sinα
为消除或减弱造成电压畸变 的交轴分量磁势使Fr2q =Fr1q， 交轴分量磁势完全补偿。
21
Xm
22
按基尔霍夫第二定律：
••
•
•
U f I f (Zs jX m ) I r1( jku X m sin ) I r2 jku X m cos
在自动控制系统中可以用作解算元件，实现坐标变换和三角 运算等，在随动系统中，用来传输与角度对应的电信号，此外 还可以用作移相器和角度-数字转换装置等等。
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I、示标
II、复习
1、数控装置的输入输出和通信要求；
2、数控系统常用外设及接口。
III、新授
第一节旋转变压器
一、旋转变压器的结构和工作原理
旋转变压器是一种旋转式的小型交流电动机，它由定子和转子组成。
如图3.1所示是一种无刷旋转变压器的结构，左边为分解器，右边为变压器。
变压器的作用是将分解器转子绕组上的感应电动势传输出来，这样就省掉了电刷和滑环。
分解器定子绕组为旋转变压器的原边，分解器转子绕组为旋转变压器的副边，励磁电压接到原边，励磁频率通常为400Hz、500Hz、1000Hz、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，输出信号的幅度大，抗干扰能力强，工作可靠，为数控机床经常使用的位移检测元件之一。
1-电动机轴；2-外壳；3-分解器定子；4-变压器定子绕组；5-变压器转子绕组；6-变压器转子；7-变压器定子；8-分解器转子；9-分解器定子绕组；10-分解器
转子绕组
图3.1 旋转变压器结构图
旋转变压器是根据互感原理工作的。
它的结构设计与制造保证了定子与转子之间的空气隙内的磁通分布呈正(余)弦规律。
当定子绕组上加交流励磁电压（交变电压，频率为2~4kHz）时，通过互感在转子绕组产生感应电动势，如图 3.2所示。
其输出电压的大小取决于定子与转子两个绕组轴线在空间的相对位置θ角。
两者平行时互感最大，副边的感应电动势也最大；两者垂直时互感为零，感应电动势也为零。
图3.2 两级旋转变压器工作原理
感应电势随着转子偏转的角度呈正（余）弦变化，故有
U 2= K U
1
cosθ=KU
m
sinωt cosθ
式中，U2——转子绕组感应电势
U
1
——定子的励磁电压
U
m
——定子励磁电压的幅值
θ——两绕组轴线之间的夹角
K——变压比，即两个绕组匝数比N
1/N
2
二、旋转变压器的应用
使用旋转变压器作位置检测元件有两种方法：鉴相型和鉴幅型。
一般采用的是正弦、余弦旋转变压器，其定子和转子绕组中各有互相垂直的两个绕组，如图3.3所示。
图3.3 四级旋转变压器
1．鉴相型
在这种状态下，旋转变压器的定子两相正交绕组即正弦绕组S和余弦绕组C 中分别加上幅值相等、频率相同而相位相差90度的正弦交流电压，如图3.3所示，即
U s =U
m
sinωt
U c =U
m
cosωt
因为此两相励磁电压会产生旋转磁场，所以在转子绕组中（另一绕组短接）感应电动势为
U 2= U
s
sinθ+ U
c
cosθ
上式可变换为
U 2= KU
m
sinωtsinθ+ KU
m
cosωt cosθ= KU
m
cos（ωt-θ）
测量转子绕组输出电压的相位角θ，便可测得转子相对于定子的空间转角位置。
在实际应用时，把对定子正弦绕组励磁的交流电压相位作为基准相位，与转子绕组输出电压相位作比较，来确定转子转角的位移。
2．鉴幅型
在这种应用中，定子两相绕组的励磁电压为频率相同、相位相同而幅值分别按正弦、余弦规律变化的交变电压，即
U s =U
m
sinθsinωt
U c =U
m
cosθsin ωt
励磁电压频率为2~4kHz。
定子励磁信号产生的合成磁通在转子绕组中产生感应电动势U2，其大小与转子和定子的相对位置θm有关，并与励磁的幅值U m sinθ和U m cosθ有关，即
U 2= KU
m
sin（θ－θ
m
）sin ωt
如果θm=θ，则U2=0。
从物理意义上理解，θm=θ表示定子绕组合成磁通Ф与转子的线圈平面平行，即没有磁力线穿过转子绕组线圈，故感应电动势为零。
当Ф垂直转子绕组线圈平面，即θm=θ±90°时，转子绕组中感应电动势最大。
在实际应用中，根据转子误差电压的大小，不断修改定子励磁信号的θ（即励磁幅值），使其跟踪θm的变化。
当感应电动势U2的幅值KU m sin（θ－θm）为零时，说明θ角的大小就是被测角位移θm的大小。
另外，普通旋转变压器测量精度较低，一般用于精度要求不高或大型数控机床的粗测或中测系统中。
为提高精度，近年来常采用多极式旋转变压器，即增加定子（转子）的极对数，使电气转角为机械转角的倍数，从而提高测量精度。
IV、总结
1、旋转变压器的结构和工作原理
2、旋转变压器的应用。