《電子技術應用》
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旋轉變壓器的原理和應用

2016-08-12
關鍵詞: ADI TI FPGA DSP

一,、 旋轉變壓器的發(fā)展 

旋轉變壓器用于運動伺服控制系統(tǒng)中,,作為角度位置的傳感和測量用。早期的旋轉變壓器用于計算解答裝置中,,作為模擬計算機中的主要組成部分之一,。其輸出,,是隨轉子轉角作某種函數(shù)變化的電氣信號,通常是正弦,、余弦,、線性等。這些函數(shù)是最常見的,,也是容易實現(xiàn)的,。在對繞組做專門設計時,也可產生某些特殊函數(shù)的電氣輸出,。但這樣的函數(shù)只用于特殊的場合,,不是通用的。60年代起,,旋轉變壓器逐漸用于伺服系統(tǒng),,作為角度信號的產生和檢測元件。三線的三相的自整角機,,早于四線的兩相旋轉變壓器應用于系統(tǒng)中,。所以作為角度信號傳輸?shù)男D變壓器,有時被稱作四線自整角機,。隨著電子技術和數(shù)字計算技術的發(fā)展,,數(shù)字式計算機早已代替了模擬式計算機。所以實際上,,旋轉變壓器目前主要是用于角度位置伺服控制系統(tǒng)中,。由于兩相的旋轉變壓器比自整角機更容易提高精度,所以旋轉變壓器應用的更廣泛,。特別是,,在高精度的雙通道、雙速系統(tǒng)中,,廣泛應用的多極電氣元件,,原來采用的是多極自整角機,現(xiàn)在基本上都是采用多極旋轉變壓器,。旋轉變壓器是目前國內的專業(yè)名稱,,簡稱“旋變” 。

俄文里稱作“ВращающийсяТрансформатор” ,,詞義就是“旋轉變壓器”,。英文名字叫“resolver”,根據(jù)詞義,,有人把它稱作為“解算器”或“分解器”,。

作為角度位置傳感元件,常用的有這樣幾種:光學編碼器,、磁性編碼器和旋轉變壓器,。由于制作和精度的緣故,磁性編碼器沒有其他兩種普及,。光學編碼器的輸出信號是脈沖,,由于是天然的數(shù)字量,數(shù)據(jù)處理比較方便,,因而得到了很好的應用,。早期的旋轉變壓器,由于信號處理電路比較復雜,,價格比較貴的原因,,應用受到了限制。因為旋轉變壓器具有無可比擬的可靠性,,以及具有足夠高的精度,,在許多場合有著不可代替的地位,特別是在軍事以及航天,、航空,、航海等方面。隨著電子工業(yè)的發(fā)展,,電子元器件集成化程度的提高,,元器件的價格大大下降;另外,信號處理技術的進步,,旋轉變壓器的信號處理電路變得簡單,、可靠,,價格也大大下降。而且,,又出現(xiàn)了軟件解碼的信號處理,,使得信號處理問題變得更加靈活、方便,。這樣,,旋轉變壓器的應用得到了更大的發(fā)展,其優(yōu)點得到了更大的體現(xiàn),。和光學編碼器相比,,旋轉變壓器有這樣幾點明顯的優(yōu)點:①無可比擬的可靠性,非常好的抗惡劣環(huán)境條件的能力;②可以運行在更高的轉速下,。(在輸出12 bit的信號下,,允許電動機的轉速可達60,000rpm。而光學編碼器,,由于光電器件的頻響一般在200kHz以下,,在12 bit時,速度只能達到3,000rpm);③方便的絕對值信號數(shù)據(jù)輸出,。

二,、旋轉變壓器的應用

旋轉變壓器的應用,近期發(fā)展很快,。除了傳統(tǒng)的,、要求可靠性高的軍用、航空航天領域之外,,在工業(yè),、交通以及民用領域也得到了廣泛的應用。特別應該提出的是,,這些年來,,隨著工業(yè)自動化水平的提高,隨著節(jié)能減排的要求越來越高,,效率高,、節(jié)能顯著的永磁交流電動機的應用,越來越廣泛,。而永磁交流電動機的位置傳感器,,原來是以光學編碼器居多,但這些年來,,卻迅速地被旋轉變壓器代替,。可以舉幾個明顯的例子,,在家電中,,不論是冰箱,、空調、還是洗衣機,,目前都是向變頻變速發(fā)展,,采用的是正弦波控制的永磁交流電動機。目前各國都在非常重視的電動汽車中,,電動汽車中所用的位置、速度傳感器都是旋轉變壓器,。例如,,驅動用電動機和發(fā)電機的位置傳感、電動助力方向盤電機的位置速度傳感,、燃氣閥角度測量,、真空室傳送器角度位置測量等等,都是采用旋轉變壓器,。在應用于塑壓系統(tǒng),、紡織系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)以及其他領域里,,所應用的伺服系統(tǒng)中關鍵部件伺服電動機上,,也是用旋轉變壓器作為位置速度傳感器。旋轉變壓器的應用已經成為一種趨勢,。


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