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控制电机 中国矿大信电学院 第 6 章旋 转 变 压 器 6.1 旋转变压器概述 6.4 线性旋转变压器 6.6 旋转变压器主要性能指标 6.5 旋转变压器的应用举例 第6章 旋转变压器 6.2 正余弦旋转变压器的结构特点 6.3 正余弦旋转变压器的工作原理 第6章 旋转变压器 本章要求： 掌握正余弦变压器的结构特点 熟练掌握正余弦变压器的工作原理 掌握线性旋转变压器的工作原理 了解旋转变压器的主要性能指标 掌握旋转变压器的主要应用 6.1 概 述 旋转变压器是一种能转动的变压器。这种变压器的原、付绕组分别放置在定、转子上。原、付绕组之间的电磁耦合程度与转子的转角有关，因此，转子绕组的输出电压也与转子的转角有关。 旋转变压器可分为正余弦旋转变压器、线性旋转变压器和比例式旋转变压器。 Z4 Z3 D1 D2 Z1 Z2 2595旋转变压器 用途 ： 在随动系统中提供位置反馈或解算信号，本产品已用于某装备的惯性定位、定向系统中。 2914旋转差动变压器 用途：在旋转运动的随动系统中，提供位置反馈信号。已用于某系统中。 2909旋转变压器(低频) 用途 ： 在随动系统中提供位置反馈或解算信号，本产品已用于某惯性导航的稳定平台中。 用途 ： 在随动系统中提供位置反馈或解算信号， 本产品已用于某惯性导航的稳定平台中。 2532旋转变压器(高频) 这些旋转变压器的用途主要是用来进行坐标变换，三角运算和角度数据传输，信号转换，等等。 旋转变压器按电机的极对数来分，可分为单对极和多对极两种。 本章以单极、接触式旋转变压器为对象进行详细介绍。 Z4 Z3 D1 D2 Z1 Z2 6.2 正余弦旋转变压器的结构特点 旋转变压器由定、转子两大部分组成。定、转子铁心由导磁性能良好的电工钢片叠成，定子铁心内圆和转子铁心外圆上均布有齿槽。 在定子槽中分别布置有两个空间互成90o的绕组，一个是定子激磁绕组，一个为定子交轴绕组(补偿)，两套绕组的结构是完全相同的。 D1 D2 D3 D4 D1D2定子激磁绕组 D3D4定子交轴绕组 Z4 Z3 D1 D2 Z1 Z2 Z1 Z2 Z3 Z4 在转子槽中分别布置有两个空间互成90o的绕组，一个正弦输出绕组，一个余弦输出绕组，两套绕组的结构是完全相同的。 Z1Z2余弦输出绕组 Z3Z4正弦输出绕组 D1 D2 D3 D4 D1D2定子激磁绕组 D3D4定子交轴绕组 Z4 Z3 D1 D2 Z1 Z2 定、转子间的气隙是均匀的，气隙磁场一般为两极。定子绕组引出线可直接引出或接到固定的接线板上，而转子绕组引出线则通过滑环和电刷引出。 对于线性旋转变压器，因为转子转角有限，所以可以用软导线直接将转子绕组接到固定的接线板上。 Z4 Z3 D1 D2 Z1 Z2 6.3 正余弦旋转变压器的工作原理 一、旋转变压器空载时 输出绕组Z1 Z2和Z3 Z4以及定子交轴绕组D3D4开路，激磁绕组施加交流激磁电压Us1 。 此时气隙中将产生一个脉振磁场BD ，该磁场的轴线在定子激磁绕组D1D2的轴线上。 Z1 Z2 Z3 Z4 Us1 D1 D2 D3 D4 BD D1 D2 D3 D4 Us1 BD Z1 Z2 Z3 Z4 θ 脉振磁场将在转子的输出绕组Z1 Z2和Z3 Z4中感应变压器电势。 思考： 1 、输出绕组Z1 Z2和Z3 Z4中感应变压器电势的相位如何？ 2、输出绕组Z1 Z2和Z3 Z4中感应变压器电势的大小与什么有关？ 设定子绕组D1D2轴线和余弦输出绕组Z1 Z2轴线的夹角为θ，旋转变压器激磁磁通φD在正、余弦输出绕组Z3Z4和Z1 Z2 中的感应电势分别为： ER1= 4. 44 f WRφD cosθ = ER cosθ ER2= 4. 44 f WRφD cos(θ+90o) = -ER sinθ D1 D2 D3 D4 Us1 BD Z1 Z2 Z3 Z4 θ ER1 ER2 ER1= 4. 44 f WRφD cosθ = ER cosθ ER2= 4. 44 f WRφD cos(θ+90o) = -ER sinθ ER为激磁绕组和输出绕组轴线重合时磁通φD在该输出绕组中的感应电势。 若φD在激磁绕组中的感应电势为ED ，则： ER / ED = WR / WD = kμ WR 和 WD分别为输出绕组和激磁绕组的有效匝数； kμ表示变比或匝数比。 Z1 Z2 Z3 Z4 Us1 D1 D2 D