旋转变压器

旋转变压器简称“旋变”,是目前国内比较专业的一个名称。旋转变压器主要用于运动伺服控制系统中,作为角度位置的传感和测量用。早期的旋转变压器用于计算解析装置中,作为模拟计算机中的主要组成部分之一。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。这些函数是最常见的,也是容易实现的。在对绕组做专门设计时,也可产生某些特殊函数的电气输出。但这样的函数只用于特殊的场合,并不是通用的。

编码器类似,旋转变压器也是将机械运动转化为电子信号的转动式机电装置。但与编码器不同的是,旋转变压器传输的是模拟信号而非数字信号。结构方面,旋转变压器由1个一次绕组和2个相位在机械上成90°的二次绕组组成,见图2所示。旋转变压器的输出信号需要控制器能够转换模拟信号的信号输入电路。

 

旋转变压器的参数之一为磁极数。图3为单转速旋转变压器的输出。磁极数等于旋转变压器转动一圈的已调幅正弦周期数。多级旋转变压器是通过在转子和定子中相等地增加磁极数来实现的。最大转速受旋转变压器的尺寸影响,一般用来提高精度。而一个单转速旋转变压器本质上是一个低精度的单圈绝对式装置。随着转速输出的增加,旋转变压器也会失去绝对位置信息。如果空间允许,在一个多转速旋转变压器上再加一个单转速旋转变压器可既可提高精度,又可获得绝对位置输出。

 

由于具有和电机相似的结构(绕组、叠片、轴承和支架),旋转变压器可用于超重载应用。因为不带电路硬件,它能够在更加极端的温度下运行。因为不带光学元件以及不需精密对准,它能耐受更多的冲击和振动。因为不带光学元件和电路硬件,它能够用于高辐射环境。旋转变压器已经过时间的考验,但是模拟信号输出限制了其使用范围。旋转变压器最常见用于交流永磁无刷伺服电机、军事、航空航天应用。