教學(xué)第七章旋轉(zhuǎn)變壓器課件

第7章旋轉(zhuǎn)變壓器7.1概述7.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器7.4旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析及主要技術(shù)指標(biāo)

7.5多極旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器第7章旋轉(zhuǎn)變壓器7.1概述7.2正余弦旋

旋轉(zhuǎn)變壓器是自動(dòng)控制裝置中的一類精密控制微電機(jī)。從物理本質(zhì)看，可以認(rèn)為是一種可以旋轉(zhuǎn)的變壓器，這種變壓器的原、副邊繞組分別放置在定子和轉(zhuǎn)子上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)變壓器的原邊施加交流電壓勵(lì)磁時(shí)，其副邊輸出電壓將與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角保持某種嚴(yán)格的函數(shù)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)角度的檢測(cè)、解算或傳輸?shù)裙δ堋?/p>

7.1概述7.1.1旋轉(zhuǎn)變壓器的分類

7.1.2旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器是自動(dòng)控制裝置中的一類精密控制微電7.1.1旋轉(zhuǎn)變壓器的分類

按有無(wú)電刷與滑環(huán)之間的滑動(dòng)接觸分，可分為有刷和無(wú)刷兩種；按電機(jī)的極數(shù)多少分，可分為兩極式和多極式；按輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系，又可分為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器、線性旋轉(zhuǎn)變壓器和比例式旋轉(zhuǎn)變壓器等。

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，旋轉(zhuǎn)變壓器又可以分為兩大類：一類是解算用旋轉(zhuǎn)變壓器，如利用正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)行坐標(biāo)變換、角度檢測(cè)等，這已在數(shù)控機(jī)床及高精度交流伺服電動(dòng)機(jī)控制中得以應(yīng)用；另一類是隨動(dòng)系統(tǒng)中角度傳輸用旋轉(zhuǎn)變壓器，這與控制式自整角機(jī)的作用相同，也可以分為旋變發(fā)送機(jī)、旋變差動(dòng)發(fā)送機(jī)和旋變變壓器等，只是利用旋轉(zhuǎn)變壓器組成的位置隨動(dòng)系統(tǒng)，其角度傳送精度更高，因此多用于高精度隨動(dòng)系統(tǒng)中。7.1.1旋轉(zhuǎn)變壓器的分類按有無(wú)電刷與滑環(huán)之7.1.2旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

旋轉(zhuǎn)變壓器的基本結(jié)構(gòu)與隱極轉(zhuǎn)子的控制式自整角機(jī)相似。圖7-1旋轉(zhuǎn)變壓器定、轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)示意圖

結(jié)構(gòu)示意圖繞組原理圖S1-S2定子勵(lì)磁繞組，S3-S4定子交軸繞組，R1-R2轉(zhuǎn)子余弦輸出繞組，R3-R4轉(zhuǎn)子正弦輸出繞組。7.1.2旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器的基7.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

7.2.3旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用7.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原7.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器輸出繞組的電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角呈正弦和余弦函數(shù)關(guān)系。7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理1．空載運(yùn)行

圖7-2旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理

設(shè)S1-S2軸線與R1-R2軸線的夾角為，輸出繞組R1-R2和R3-R4以及定子交軸繞組S3-S4開路，在勵(lì)磁繞組S1-S2施加交流勵(lì)磁電壓此時(shí)氣隙中將產(chǎn)生一個(gè)脈振磁場(chǎng)，該脈振磁場(chǎng)的軸線在定子勵(lì)磁繞組S1-S2的軸線上，

7.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器輸出繞組的電壓與轉(zhuǎn)勵(lì)磁磁通在勵(lì)磁繞組S1-S2、正弦繞組R3-R4和余弦R1-R2中感應(yīng)電勢(shì)分別為

為定子繞組的有效匝數(shù)；為轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)。

旋轉(zhuǎn)變壓器的變比忽略勵(lì)磁繞組的電阻和漏抗，則7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理輸出電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角有嚴(yán)格的正、余弦關(guān)系。

勵(lì)磁磁通在勵(lì)磁繞組S1-S2、正弦繞組R3-R4和余弦R1-2．負(fù)載運(yùn)行

圖7-3正弦繞組接負(fù)載

正弦輸出繞組R3-R4帶上負(fù)載以后，其輸出電壓不再是轉(zhuǎn)角的正余弦函數(shù)，這種輸出特性偏離正余弦規(guī)律的現(xiàn)象稱為輸出特性的畸變。

7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理2．負(fù)載運(yùn)行圖7-3正弦繞組接負(fù)載正弦輸出繞為繞組電抗，為磁路的磁導(dǎo)。

7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理由此得出正弦輸出回路的電壓平衡方程式為式中為正弦輸出繞組負(fù)載時(shí)的輸出電壓，正弦繞組的阻抗

將在其中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

為繞組電抗，為磁路的磁導(dǎo)。7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作將和代入

可以看出，負(fù)載時(shí)由于交軸磁場(chǎng)的存在，在輸出電壓中多出項(xiàng)，使旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出特性不再是轉(zhuǎn)角的正弦函數(shù)，而是發(fā)生了畸變。并且負(fù)載阻抗越小，畸變愈嚴(yán)重。

7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理

圖7-4輸出特性的畸變將7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

1．二次側(cè)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器

當(dāng)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器一個(gè)輸出繞組工作，另一個(gè)輸出繞組作補(bǔ)償時(shí)，稱為二次測(cè)補(bǔ)償。圖7-5副邊補(bǔ)償正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器

若和所產(chǎn)生的交軸分量互相抵消時(shí)，則旋轉(zhuǎn)變壓器中就不存在交軸磁通，也就消除了由交軸磁通引起的輸出特性的畸變。

7.2.2輸出特性的補(bǔ)償1．二次側(cè)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓

要達(dá)到完全補(bǔ)償，正、余弦輸出繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和相位應(yīng)與空載時(shí)一樣，即在正、余弦繞組中產(chǎn)生的磁場(chǎng)分別為

7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

此時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組中的電流和分別為要達(dá)到完全補(bǔ)償，正、余弦輸出繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的完全補(bǔ)償應(yīng)滿足所以應(yīng)使要達(dá)到完全補(bǔ)償必須保證在任何條件下兩輸出繞組的負(fù)載阻抗總是相等，當(dāng)負(fù)載阻抗變化時(shí)，補(bǔ)償阻抗也應(yīng)跟著作相應(yīng)的變化，這在實(shí)際使用中存在一定難度，這是二次側(cè)補(bǔ)償存在的缺點(diǎn)。7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

完全補(bǔ)償應(yīng)滿足所以應(yīng)使要達(dá)到完全補(bǔ)償必須保證在任何條件下兩2．一次側(cè)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器

7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

圖7-6一次側(cè)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器定子交軸繞組對(duì)交軸磁通來(lái)說(shuō)是一個(gè)阻尼線圈。因?yàn)榻惠S磁通在繞組中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，該電流所產(chǎn)生的磁通是反對(duì)交軸磁通變化的，因而對(duì)交軸磁通起去磁作用，從而達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康摹?．一次側(cè)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器7.2.2輸出特性的補(bǔ)3．一、二次側(cè)同時(shí)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

圖7-7一、二次側(cè)同時(shí)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器

采用一、二次測(cè)同時(shí)補(bǔ)償，副邊接不變的阻抗，負(fù)載變動(dòng)時(shí)副邊未補(bǔ)償?shù)牟糠钟稍呇a(bǔ)償，從而達(dá)到全補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

3．一、二次側(cè)同時(shí)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器7.2.2輸出特性的7.2.3旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用1．用一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量差角

圖7-8用一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量差角的原理圖旋變發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子繞組加交流勵(lì)磁電壓，旋變發(fā)送機(jī)和旋變變壓器的定子繞組相互聯(lián)接。在旋變變壓器的轉(zhuǎn)子繞組兩端輸出一個(gè)與兩轉(zhuǎn)軸的差角的正弦函數(shù)成正比的電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)差角較小時(shí)，該輸出電動(dòng)勢(shì)近似正比于差角。因此，一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器可以用來(lái)測(cè)量差角。7.2.3旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用1．用一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量差角圖7.2.3旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用2．用旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置

圖7-9永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)框圖7.2.3旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用2．用旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器

將正、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行改接，就可變成線性旋轉(zhuǎn)變壓器。線性旋轉(zhuǎn)變壓器輸出繞組的輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系。7-10線性旋轉(zhuǎn)變壓器原理圖7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器將正、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器若不計(jì)S1-S2和R1-R2繞組的漏阻抗壓降，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系可得

因輸出繞組的電壓為

所以旋轉(zhuǎn)變壓器輸出繞組的電壓為7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器若不計(jì)S1-S2和R1-R2繞組的漏7-11線性旋轉(zhuǎn)變壓器輸出特性曲線7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器

由上圖可見，在轉(zhuǎn)角很小時(shí)，即在范圍內(nèi)其輸出電壓可以看成是隨轉(zhuǎn)角的線性函數(shù)

可繪制出輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線

7-11線性旋轉(zhuǎn)變壓器輸出特性曲線7.3線性旋轉(zhuǎn)變7.4旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析及主要技術(shù)指標(biāo)

7.4.1旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析7.4.2旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)指標(biāo)7.4旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析及主要技術(shù)指標(biāo)7.4.1旋轉(zhuǎn)7.4旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析及主要技術(shù)指標(biāo)

7.4.1旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析產(chǎn)生誤差的原因主要有以下幾點(diǎn)

（1）當(dāng)繞組中流過(guò)電流時(shí)，由于磁路飽和的影響，它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間為非正弦分布，所以在繞組中要感應(yīng)諧波電動(dòng)勢(shì)。（2）因定、轉(zhuǎn)子鐵心的齒槽影響，要在繞組中產(chǎn)生齒諧波電動(dòng)勢(shì)。（3）材料和制造工藝的影響造成定、轉(zhuǎn)子偏心，引起電機(jī)中氣隙不均勻，造成兩套繞組的不對(duì)稱。（4）實(shí)際使用中由于未能達(dá)到完全補(bǔ)償?shù)臈l件，使電機(jī)中存在交軸磁場(chǎng)，造成輸出電壓的誤差。7.4旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析及主要技術(shù)指標(biāo)7.4.1旋轉(zhuǎn)名稱含義范圍備注額定電壓UN勵(lì)磁繞組應(yīng)加的電壓值20V、26V、36V等額定頻率f勵(lì)磁電壓的頻率50Hz、400Hz工頻使用起來(lái)比較方便，但性能會(huì)差一些；400Hz性能好，但成本高，選擇時(shí)注意性價(jià)比。輸出端開路時(shí)，勵(lì)磁端的阻抗200~10000Ω,共9種在一定的勵(lì)磁電壓下，開路輸入阻抗越大，勵(lì)磁電流越小，所需電源容量也越小。輸入端短路時(shí)，輸出端的電抗。數(shù)十至數(shù)百歐姆應(yīng)與負(fù)載阻抗匹配，負(fù)載阻抗應(yīng)為短路輸出阻抗的數(shù)百倍，越高越好。在規(guī)定勵(lì)磁條件下，最大空載輸出電壓的基波分量與勵(lì)磁電壓的基波分量之比。0.15~2共7種應(yīng)根據(jù)所要求的輸出電壓選擇變壓比。開路輸入阻抗短路輸出阻抗變壓比表7-1旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)指標(biāo)7.4.2旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)指標(biāo)名稱含義范圍備注額定電壓勵(lì)磁繞組應(yīng)加正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器一相勵(lì)磁繞組額定勵(lì)磁，另一相短接。在不同轉(zhuǎn)角下，兩相輸出電壓的實(shí)際值與理論值之差，對(duì)最大理論輸出電壓之比。0.05%~0.2%產(chǎn)生誤差主要原因是加工不良，齒槽影響、磁性材料非線性。作計(jì)算元件用時(shí)，影響解算精度。正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器一相勵(lì)磁繞組額定勵(lì)磁，另一相短接，所有的定子和轉(zhuǎn)子繞組在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角為0°、90°、180°、270°時(shí)的零位組合的角度偏差。磁路不對(duì)稱，定、轉(zhuǎn)子鐵心同軸度及圓柱度差，鐵心片間短路，繞組分布不對(duì)稱及匝間短路等，都會(huì)產(chǎn)生交軸誤差，它影響計(jì)算和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的精度。線性旋轉(zhuǎn)變壓器在工作轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，不同轉(zhuǎn)角時(shí)，與最大輸出電壓同相的輸出電壓的基波分量與理論值之差，對(duì)最大理論輸出電壓之比。0.06%~0.22%產(chǎn)生原因除加工不良、磁性材料非線性外，還有設(shè)計(jì)原理誤差。最大線性轉(zhuǎn)角范圍一般為±60°。旋變發(fā)送機(jī)、旋變差動(dòng)發(fā)送機(jī)、旋變變壓器在不同轉(zhuǎn)角位置下，兩個(gè)輸出繞組的電壓比所對(duì)應(yīng)的正切或余切角度與實(shí)際轉(zhuǎn)角之差。它是旋轉(zhuǎn)變壓器的函數(shù)誤差、交軸誤差、變壓比誤差及阻抗不對(duì)稱等的綜合誤差。電氣誤差大，使數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的精度下降。轉(zhuǎn)子處于電氣零位時(shí)的輸出電壓(由與勵(lì)磁電壓頻率相同，但相位相差90°的基波分量和勵(lì)磁頻率奇數(shù)倍的諧波分量組成)。額定輸出電壓的0.05%~0.3%由磁性材料非線性、磁路不對(duì)稱、氣隙不均勻及繞組分布、鐵心錯(cuò)位等因素所引起。零位電壓過(guò)高，使放大器飽和。在規(guī)定勵(lì)磁條件下，輸出電壓基波分量與輸入電壓基波分量之間的相位差。3°~12°由鐵損耗及勵(lì)磁繞組電阻所產(chǎn)生。正余弦函數(shù)誤差交軸誤差線性誤差電氣誤差零位電壓相位移7.4.2旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)指標(biāo)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器一相勵(lì)磁繞組額定勵(lì)磁，另一相短接。在不同轉(zhuǎn)角7.4.3產(chǎn)品的選擇及使用注意事項(xiàng)在使用中主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)

（1）因旋轉(zhuǎn)變壓器要求在接近空載的狀態(tài)下工作，其開路輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出阻抗。兩者的比值越大，輸出特性的畸變就越小。（2）使用前首先應(yīng)準(zhǔn)確的調(diào)整零位，否則誤差將加大，精度降低。（3）只接一相勵(lì)磁繞組時(shí)，另一相要短接或接一與勵(lì)磁電源內(nèi)阻相等的阻抗。（4）當(dāng)采用兩相繞組同時(shí)勵(lì)磁時(shí)，因只能采用副方補(bǔ)償?shù)姆椒?，兩相輸出繞組的阻抗應(yīng)盡可能相等。7.4.3產(chǎn)品的選擇及使用注意事項(xiàng)在使用中主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)7.5多極旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器

在角差測(cè)量中，用一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量，比用一對(duì)自整角機(jī)測(cè)量可獲得更高的精度，但也只能達(dá)到幾個(gè)角分。隨著對(duì)系統(tǒng)精度要求越來(lái)越高，單靠一組高精度的旋轉(zhuǎn)變壓器已無(wú)法滿足要求。采用多極旋轉(zhuǎn)變壓器可以提高測(cè)量差角的精度，可利用兩極和多極旋轉(zhuǎn)變壓器組成雙通道同步隨動(dòng)系統(tǒng)。

7.5多極旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器1.多極旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理

(a)一對(duì)極(b)

圖7-12旋轉(zhuǎn)變壓器的磁場(chǎng)展開圖

對(duì)極7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器1.多極旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理(a7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器

由于旋轉(zhuǎn)變壓器每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)極，即一個(gè)正弦波磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化一個(gè)周期。所以當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，一對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子輸出電壓為對(duì)極的輸出電壓為圖7-13旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的關(guān)系7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器由于旋轉(zhuǎn)變壓器每轉(zhuǎn)過(guò)2．多極旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用

7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器圖7-14雙通道同步隨動(dòng)系統(tǒng)原理圖XFS和XBS是兩個(gè)一對(duì)極的旋轉(zhuǎn)變壓器，它們組成粗測(cè)通道；XFD和XBD是P對(duì)極的旋轉(zhuǎn)變壓器，它們組成精測(cè)通道。直流伺服電動(dòng)機(jī)SZ與兩個(gè)通道的旋轉(zhuǎn)變壓器接收機(jī)XBS、XBD的轉(zhuǎn)子同軸連接。兩個(gè)通道的輸出端通過(guò)粗精轉(zhuǎn)換電路接至放大解調(diào)器，經(jīng)放大后的電壓控制直流伺服電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)負(fù)載及XBS、XBD的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。2．多極旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器圖7-1粗測(cè)通道輸出電壓為

精測(cè)通道輸出電壓為

7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器圖7-15粗精通道的輸出電壓粗測(cè)通道輸出電壓為精測(cè)通道輸出電壓為7.7.5.2感應(yīng)同步器1．感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

感應(yīng)同步器基本結(jié)構(gòu)形式為直線式和圓盤式，前者用于測(cè)量直線位移，后者用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)角。

（1）直線式感應(yīng)同步器

圖7-16型直線感應(yīng)同步器的外形圖7.5.2感應(yīng)同步器1．感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)7.5.2感應(yīng)同步器圖7-17直線感應(yīng)同步器的印刷繞組7.5.2感應(yīng)同步器圖7-17直線感應(yīng)同步器的印刷繞組（2）圓盤式感應(yīng)同步器7.5.2感應(yīng)同步器圖7-18圓盤式感應(yīng)同步器的繞組分布圖2．感應(yīng)同步器的基本工作原理

就基本工作原理而言，直線式和圓盤式是一樣的，都與旋轉(zhuǎn)變壓器相同，只是結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)形式不同。下面以直線式為例來(lái)說(shuō)明感應(yīng)同步器的工作原理。（2）圓盤式感應(yīng)同步器7.5.2感應(yīng)同步器圖7-18圓7.5.2感應(yīng)同步器圖7-19直線感應(yīng)同步器的勵(lì)磁磁場(chǎng)分布圖將交流正弦電壓加到定尺繞組上進(jìn)行勵(lì)磁，每根導(dǎo)片中電流的方向如圖7-19(a)定尺斷面圖上所示，圖7-19(b)為滑尺斷面圖，磁通密度B1在空間沿定尺長(zhǎng)度方向上作余弦分布（以磁極軸線為基準(zhǔn)），其變化周期為一對(duì)極距，即電弧度，如圖7-19(c)所示。

(a)定尺斷面及勵(lì)磁電流的方向；(b)滑尺斷面及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向；(c)勵(lì)磁磁場(chǎng)波形7.5.2感應(yīng)同步器圖7-19直線感應(yīng)同步器的勵(lì)磁磁場(chǎng)分布圖空間位移為處其對(duì)應(yīng)的電弧度為

7.5.2感應(yīng)同步器磁通密度的表達(dá)式為

導(dǎo)片感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)沿定尺長(zhǎng)度位置上也作余弦變化，其有效值為

滑尺右端的兩根導(dǎo)片恰好與定尺導(dǎo)片錯(cuò)開,其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為

空間位移為處其對(duì)應(yīng)的電弧度為7.5.2感應(yīng)同步

左端導(dǎo)片構(gòu)成線圈屬于余弦繞組，右端導(dǎo)片構(gòu)成的線圈屬于正弦繞組，兩套繞組各由根導(dǎo)片串聯(lián)而成，因而輸出繞組的余弦繞組和正弦繞組中的總電動(dòng)勢(shì)分別為為正弦(余弦)繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大有效值

上式為輸出繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)沿定尺空間位置而變化的規(guī)律。由于磁場(chǎng)本身在定尺繞組軸線上隨時(shí)間作正弦交變，這樣，在空間任意位置上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又同時(shí)隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化，所以各感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正弦量的有效值。7.5.2感應(yīng)同步器左端導(dǎo)片構(gòu)成線圈屬于余弦繞組，右端導(dǎo)片構(gòu)成的3．感應(yīng)同步器的信號(hào)處理

7.5.2感應(yīng)同步器主要有鑒相型和鑒幅型兩種

(1)鑒相型

鑒相型是根據(jù)輸出電動(dòng)勢(shì)的相位來(lái)鑒別位移量。在滑尺的正弦繞組和余弦繞組上分別施加同頻等幅，相位差90°的兩相電壓，即當(dāng)勵(lì)磁電壓分別單獨(dú)作用時(shí)，在定子連續(xù)繞組將分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為繞組變比

3．感應(yīng)同步器的信號(hào)處理7.5.2感應(yīng)同步器主要有鑒相型和7.5.2感應(yīng)同步器若勵(lì)磁電壓同時(shí)作用，連續(xù)繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為二者之和，即

(2)鑒幅型

將同頻同相，但不等幅的電壓分別加到滑尺的正、余弦繞組上勵(lì)磁，設(shè)穩(wěn)定的交流電源電壓式中為指令位移角

連續(xù)繞組輸出電動(dòng)勢(shì)的幅值為恒值，與位移量無(wú)關(guān)，而其相位則取決于直線感應(yīng)同步器定、滑尺的相對(duì)位移量7.5.2感應(yīng)同步器若勵(lì)磁電壓同時(shí)作用，連續(xù)繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)7.5.2感應(yīng)同步器若兩勵(lì)磁電壓分別單獨(dú)作用，在連續(xù)繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

同時(shí)作用時(shí)，連續(xù)繞組的輸出電動(dòng)勢(shì)為

連續(xù)繞組輸出電動(dòng)勢(shì)的相位(指時(shí)間)與空間位移無(wú)關(guān)，而其幅值正比于指令位移角和滑尺位移角之差的正弦函數(shù)。

7.5.2感應(yīng)同步器若兩勵(lì)磁電壓分別單獨(dú)作用，在連續(xù)繞組中分4．感應(yīng)同步器的應(yīng)用舉例7.5.2感應(yīng)同步器圖7-20鑒幅型感應(yīng)同步器在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用

當(dāng)工作臺(tái)位移量未達(dá)到指令要求值時(shí)，定尺上感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

該電動(dòng)勢(shì)經(jīng)檢波放大控制伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)至。

4．感應(yīng)同步器的應(yīng)用舉例7.5.2感應(yīng)同步器圖7-2第7章旋轉(zhuǎn)變壓器7.1概述7.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器7.4旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析及主要技術(shù)指標(biāo)

7.5多極旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器第7章旋轉(zhuǎn)變壓器7.1概述7.2正余弦旋

旋轉(zhuǎn)變壓器是自動(dòng)控制裝置中的一類精密控制微電機(jī)。從物理本質(zhì)看，可以認(rèn)為是一種可以旋轉(zhuǎn)的變壓器，這種變壓器的原、副邊繞組分別放置在定子和轉(zhuǎn)子上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)變壓器的原邊施加交流電壓勵(lì)磁時(shí)，其副邊輸出電壓將與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角保持某種嚴(yán)格的函數(shù)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)角度的檢測(cè)、解算或傳輸?shù)裙δ堋?/p>

7.1概述7.1.1旋轉(zhuǎn)變壓器的分類

7.1.2旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器是自動(dòng)控制裝置中的一類精密控制微電7.1.1旋轉(zhuǎn)變壓器的分類

按有無(wú)電刷與滑環(huán)之間的滑動(dòng)接觸分，可分為有刷和無(wú)刷兩種；按電機(jī)的極數(shù)多少分，可分為兩極式和多極式；按輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系，又可分為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器、線性旋轉(zhuǎn)變壓器和比例式旋轉(zhuǎn)變壓器等。

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，旋轉(zhuǎn)變壓器又可以分為兩大類：一類是解算用旋轉(zhuǎn)變壓器，如利用正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)行坐標(biāo)變換、角度檢測(cè)等，這已在數(shù)控機(jī)床及高精度交流伺服電動(dòng)機(jī)控制中得以應(yīng)用；另一類是隨動(dòng)系統(tǒng)中角度傳輸用旋轉(zhuǎn)變壓器，這與控制式自整角機(jī)的作用相同，也可以分為旋變發(fā)送機(jī)、旋變差動(dòng)發(fā)送機(jī)和旋變變壓器等，只是利用旋轉(zhuǎn)變壓器組成的位置隨動(dòng)系統(tǒng)，其角度傳送精度更高，因此多用于高精度隨動(dòng)系統(tǒng)中。7.1.1旋轉(zhuǎn)變壓器的分類按有無(wú)電刷與滑環(huán)之7.1.2旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

旋轉(zhuǎn)變壓器的基本結(jié)構(gòu)與隱極轉(zhuǎn)子的控制式自整角機(jī)相似。圖7-1旋轉(zhuǎn)變壓器定、轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)示意圖

結(jié)構(gòu)示意圖繞組原理圖S1-S2定子勵(lì)磁繞組，S3-S4定子交軸繞組，R1-R2轉(zhuǎn)子余弦輸出繞組，R3-R4轉(zhuǎn)子正弦輸出繞組。7.1.2旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)旋轉(zhuǎn)變壓器的基7.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

7.2.3旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用7.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原7.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器輸出繞組的電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角呈正弦和余弦函數(shù)關(guān)系。7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理1．空載運(yùn)行

圖7-2旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理

設(shè)S1-S2軸線與R1-R2軸線的夾角為，輸出繞組R1-R2和R3-R4以及定子交軸繞組S3-S4開路，在勵(lì)磁繞組S1-S2施加交流勵(lì)磁電壓此時(shí)氣隙中將產(chǎn)生一個(gè)脈振磁場(chǎng)，該脈振磁場(chǎng)的軸線在定子勵(lì)磁繞組S1-S2的軸線上，

7.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器輸出繞組的電壓與轉(zhuǎn)勵(lì)磁磁通在勵(lì)磁繞組S1-S2、正弦繞組R3-R4和余弦R1-R2中感應(yīng)電勢(shì)分別為

為定子繞組的有效匝數(shù)；為轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)。

旋轉(zhuǎn)變壓器的變比忽略勵(lì)磁繞組的電阻和漏抗，則7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理輸出電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角有嚴(yán)格的正、余弦關(guān)系。

勵(lì)磁磁通在勵(lì)磁繞組S1-S2、正弦繞組R3-R4和余弦R1-2．負(fù)載運(yùn)行

圖7-3正弦繞組接負(fù)載

正弦輸出繞組R3-R4帶上負(fù)載以后，其輸出電壓不再是轉(zhuǎn)角的正余弦函數(shù)，這種輸出特性偏離正余弦規(guī)律的現(xiàn)象稱為輸出特性的畸變。

7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理2．負(fù)載運(yùn)行圖7-3正弦繞組接負(fù)載正弦輸出繞為繞組電抗，為磁路的磁導(dǎo)。

7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理由此得出正弦輸出回路的電壓平衡方程式為式中為正弦輸出繞組負(fù)載時(shí)的輸出電壓，正弦繞組的阻抗

將在其中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

為繞組電抗，為磁路的磁導(dǎo)。7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作將和代入

可以看出，負(fù)載時(shí)由于交軸磁場(chǎng)的存在，在輸出電壓中多出項(xiàng)，使旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出特性不再是轉(zhuǎn)角的正弦函數(shù)，而是發(fā)生了畸變。并且負(fù)載阻抗越小，畸變愈嚴(yán)重。

7.2.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理

圖7-4輸出特性的畸變將7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

1．二次側(cè)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器

當(dāng)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器一個(gè)輸出繞組工作，另一個(gè)輸出繞組作補(bǔ)償時(shí)，稱為二次測(cè)補(bǔ)償。圖7-5副邊補(bǔ)償正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器

若和所產(chǎn)生的交軸分量互相抵消時(shí)，則旋轉(zhuǎn)變壓器中就不存在交軸磁通，也就消除了由交軸磁通引起的輸出特性的畸變。

7.2.2輸出特性的補(bǔ)償1．二次側(cè)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓

要達(dá)到完全補(bǔ)償，正、余弦輸出繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和相位應(yīng)與空載時(shí)一樣，即在正、余弦繞組中產(chǎn)生的磁場(chǎng)分別為

7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

此時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組中的電流和分別為要達(dá)到完全補(bǔ)償，正、余弦輸出繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的完全補(bǔ)償應(yīng)滿足所以應(yīng)使要達(dá)到完全補(bǔ)償必須保證在任何條件下兩輸出繞組的負(fù)載阻抗總是相等，當(dāng)負(fù)載阻抗變化時(shí)，補(bǔ)償阻抗也應(yīng)跟著作相應(yīng)的變化，這在實(shí)際使用中存在一定難度，這是二次側(cè)補(bǔ)償存在的缺點(diǎn)。7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

完全補(bǔ)償應(yīng)滿足所以應(yīng)使要達(dá)到完全補(bǔ)償必須保證在任何條件下兩2．一次側(cè)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器

7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

圖7-6一次側(cè)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器定子交軸繞組對(duì)交軸磁通來(lái)說(shuō)是一個(gè)阻尼線圈。因?yàn)榻惠S磁通在繞組中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，該電流所產(chǎn)生的磁通是反對(duì)交軸磁通變化的，因而對(duì)交軸磁通起去磁作用，從而達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康摹?．一次側(cè)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器7.2.2輸出特性的補(bǔ)3．一、二次側(cè)同時(shí)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器7.2.2輸出特性的補(bǔ)償

圖7-7一、二次側(cè)同時(shí)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器

采用一、二次測(cè)同時(shí)補(bǔ)償，副邊接不變的阻抗，負(fù)載變動(dòng)時(shí)副邊未補(bǔ)償?shù)牟糠钟稍呇a(bǔ)償，從而達(dá)到全補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

3．一、二次側(cè)同時(shí)補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器7.2.2輸出特性的7.2.3旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用1．用一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量差角

圖7-8用一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量差角的原理圖旋變發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子繞組加交流勵(lì)磁電壓，旋變發(fā)送機(jī)和旋變變壓器的定子繞組相互聯(lián)接。在旋變變壓器的轉(zhuǎn)子繞組兩端輸出一個(gè)與兩轉(zhuǎn)軸的差角的正弦函數(shù)成正比的電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)差角較小時(shí)，該輸出電動(dòng)勢(shì)近似正比于差角。因此，一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器可以用來(lái)測(cè)量差角。7.2.3旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用1．用一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量差角圖7.2.3旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用2．用旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置

圖7-9永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)框圖7.2.3旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用2．用旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器

將正、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)行改接，就可變成線性旋轉(zhuǎn)變壓器。線性旋轉(zhuǎn)變壓器輸出繞組的輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系。7-10線性旋轉(zhuǎn)變壓器原理圖7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器將正、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器若不計(jì)S1-S2和R1-R2繞組的漏阻抗壓降，根據(jù)電動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系可得

因輸出繞組的電壓為

所以旋轉(zhuǎn)變壓器輸出繞組的電壓為7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器若不計(jì)S1-S2和R1-R2繞組的漏7-11線性旋轉(zhuǎn)變壓器輸出特性曲線7.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器

由上圖可見，在轉(zhuǎn)角很小時(shí)，即在范圍內(nèi)其輸出電壓可以看成是隨轉(zhuǎn)角的線性函數(shù)

可繪制出輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的關(guān)系曲線

7-11線性旋轉(zhuǎn)變壓器輸出特性曲線7.3線性旋轉(zhuǎn)變7.4旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析及主要技術(shù)指標(biāo)

7.4.1旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析7.4.2旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)指標(biāo)7.4旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析及主要技術(shù)指標(biāo)7.4.1旋轉(zhuǎn)7.4旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析及主要技術(shù)指標(biāo)

7.4.1旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析產(chǎn)生誤差的原因主要有以下幾點(diǎn)

（1）當(dāng)繞組中流過(guò)電流時(shí)，由于磁路飽和的影響，它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間為非正弦分布，所以在繞組中要感應(yīng)諧波電動(dòng)勢(shì)。（2）因定、轉(zhuǎn)子鐵心的齒槽影響，要在繞組中產(chǎn)生齒諧波電動(dòng)勢(shì)。（3）材料和制造工藝的影響造成定、轉(zhuǎn)子偏心，引起電機(jī)中氣隙不均勻，造成兩套繞組的不對(duì)稱。（4）實(shí)際使用中由于未能達(dá)到完全補(bǔ)償?shù)臈l件，使電機(jī)中存在交軸磁場(chǎng)，造成輸出電壓的誤差。7.4旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差分析及主要技術(shù)指標(biāo)7.4.1旋轉(zhuǎn)名稱含義范圍備注額定電壓UN勵(lì)磁繞組應(yīng)加的電壓值20V、26V、36V等額定頻率f勵(lì)磁電壓的頻率50Hz、400Hz工頻使用起來(lái)比較方便，但性能會(huì)差一些；400Hz性能好，但成本高，選擇時(shí)注意性價(jià)比。輸出端開路時(shí)，勵(lì)磁端的阻抗200~10000Ω,共9種在一定的勵(lì)磁電壓下，開路輸入阻抗越大，勵(lì)磁電流越小，所需電源容量也越小。輸入端短路時(shí)，輸出端的電抗。數(shù)十至數(shù)百歐姆應(yīng)與負(fù)載阻抗匹配，負(fù)載阻抗應(yīng)為短路輸出阻抗的數(shù)百倍，越高越好。在規(guī)定勵(lì)磁條件下，最大空載輸出電壓的基波分量與勵(lì)磁電壓的基波分量之比。0.15~2共7種應(yīng)根據(jù)所要求的輸出電壓選擇變壓比。開路輸入阻抗短路輸出阻抗變壓比表7-1旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)指標(biāo)7.4.2旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)指標(biāo)名稱含義范圍備注額定電壓勵(lì)磁繞組應(yīng)加正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器一相勵(lì)磁繞組額定勵(lì)磁，另一相短接。在不同轉(zhuǎn)角下，兩相輸出電壓的實(shí)際值與理論值之差，對(duì)最大理論輸出電壓之比。0.05%~0.2%產(chǎn)生誤差主要原因是加工不良，齒槽影響、磁性材料非線性。作計(jì)算元件用時(shí)，影響解算精度。正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器一相勵(lì)磁繞組額定勵(lì)磁，另一相短接，所有的定子和轉(zhuǎn)子繞組在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角為0°、90°、180°、270°時(shí)的零位組合的角度偏差。磁路不對(duì)稱，定、轉(zhuǎn)子鐵心同軸度及圓柱度差，鐵心片間短路，繞組分布不對(duì)稱及匝間短路等，都會(huì)產(chǎn)生交軸誤差，它影響計(jì)算和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的精度。線性旋轉(zhuǎn)變壓器在工作轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，不同轉(zhuǎn)角時(shí)，與最大輸出電壓同相的輸出電壓的基波分量與理論值之差，對(duì)最大理論輸出電壓之比。0.06%~0.22%產(chǎn)生原因除加工不良、磁性材料非線性外，還有設(shè)計(jì)原理誤差。最大線性轉(zhuǎn)角范圍一般為±60°。旋變發(fā)送機(jī)、旋變差動(dòng)發(fā)送機(jī)、旋變變壓器在不同轉(zhuǎn)角位置下，兩個(gè)輸出繞組的電壓比所對(duì)應(yīng)的正切或余切角度與實(shí)際轉(zhuǎn)角之差。它是旋轉(zhuǎn)變壓器的函數(shù)誤差、交軸誤差、變壓比誤差及阻抗不對(duì)稱等的綜合誤差。電氣誤差大，使數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的精度下降。轉(zhuǎn)子處于電氣零位時(shí)的輸出電壓(由與勵(lì)磁電壓頻率相同，但相位相差90°的基波分量和勵(lì)磁頻率奇數(shù)倍的諧波分量組成)。額定輸出電壓的0.05%~0.3%由磁性材料非線性、磁路不對(duì)稱、氣隙不均勻及繞組分布、鐵心錯(cuò)位等因素所引起。零位電壓過(guò)高，使放大器飽和。在規(guī)定勵(lì)磁條件下，輸出電壓基波分量與輸入電壓基波分量之間的相位差。3°~12°由鐵損耗及勵(lì)磁繞組電阻所產(chǎn)生。正余弦函數(shù)誤差交軸誤差線性誤差電氣誤差零位電壓相位移7.4.2旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)指標(biāo)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器一相勵(lì)磁繞組額定勵(lì)磁，另一相短接。在不同轉(zhuǎn)角7.4.3產(chǎn)品的選擇及使用注意事項(xiàng)在使用中主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)

（1）因旋轉(zhuǎn)變壓器要求在接近空載的狀態(tài)下工作，其開路輸入阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出阻抗。兩者的比值越大，輸出特性的畸變就越小。（2）使用前首先應(yīng)準(zhǔn)確的調(diào)整零位，否則誤差將加大，精度降低。（3）只接一相勵(lì)磁繞組時(shí)，另一相要短接或接一與勵(lì)磁電源內(nèi)阻相等的阻抗。（4）當(dāng)采用兩相繞組同時(shí)勵(lì)磁時(shí)，因只能采用副方補(bǔ)償?shù)姆椒?，兩相輸出繞組的阻抗應(yīng)盡可能相等。7.4.3產(chǎn)品的選擇及使用注意事項(xiàng)在使用中主要應(yīng)注意以下幾點(diǎn)7.5多極旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器

在角差測(cè)量中，用一對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量，比用一對(duì)自整角機(jī)測(cè)量可獲得更高的精度，但也只能達(dá)到幾個(gè)角分。隨著對(duì)系統(tǒng)精度要求越來(lái)越高，單靠一組高精度的旋轉(zhuǎn)變壓器已無(wú)法滿足要求。采用多極旋轉(zhuǎn)變壓器可以提高測(cè)量差角的精度，可利用兩極和多極旋轉(zhuǎn)變壓器組成雙通道同步隨動(dòng)系統(tǒng)。

7.5多極旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器1.多極旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理

(a)一對(duì)極(b)

圖7-12旋轉(zhuǎn)變壓器的磁場(chǎng)展開圖

對(duì)極7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器1.多極旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理(a7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器

由于旋轉(zhuǎn)變壓器每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)極，即一個(gè)正弦波磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化一個(gè)周期。所以當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)角時(shí)，一對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子輸出電壓為對(duì)極的輸出電壓為圖7-13旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的關(guān)系7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器由于旋轉(zhuǎn)變壓器每轉(zhuǎn)過(guò)2．多極旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用

7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器圖7-14雙通道同步隨動(dòng)系統(tǒng)原理圖XFS和XBS是兩個(gè)一對(duì)極的旋轉(zhuǎn)變壓器，它們組成粗測(cè)通道；XFD和XBD是P對(duì)極的旋轉(zhuǎn)變壓器，它們組成精測(cè)通道。直流伺服電動(dòng)機(jī)SZ與兩個(gè)通道的旋轉(zhuǎn)變壓器接收機(jī)XBS、XBD的轉(zhuǎn)子同軸連接。兩個(gè)通道的輸出端通過(guò)粗精轉(zhuǎn)換電路接至放大解調(diào)器，經(jīng)放大后的電壓控制直流伺服電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)負(fù)載及XBS、XBD的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。2．多極旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器圖7-1粗測(cè)通道輸出電壓為

精測(cè)通道輸出電壓為

7.5.1多極旋轉(zhuǎn)變壓器圖7-15粗精通道的輸出電壓粗測(cè)通道輸出電壓為精測(cè)通道輸出電壓為7.7.5.2感應(yīng)同步器1．感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

感應(yīng)同步器基本結(jié)構(gòu)形式為直線式和圓盤式，前者用于測(cè)量直線位移，后者用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)角。

（1）直線式感應(yīng)同步器

圖7-16型直線感應(yīng)同步器的外形圖7.5.2感應(yīng)同步器1．感應(yīng)同步器的