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旋轉變壓器的工作原理

2016-08-14
關鍵詞: ADI FPGA DSP

旋轉變壓器(旋變)是一種輸出電壓與轉子轉角保持一定函數關系的感應式微電機,。它是一種將角位移轉換為電信號的位移傳感器,也是能進行坐標換算和函數運算的解算元件,。旋轉變壓器的工作原理,,可以先看以下內容,。

圖1是一個比較典型的角度位置伺服控制系統(tǒng)。XF稱作旋變發(fā)送機,,XB稱作旋變變壓器,。旋變發(fā)送機發(fā)送一個與機械轉角有關的、作一定函數關系變化的電氣信號,;旋變變壓器接受這個信號,、并產生和輸出一個與雙方機械轉角之差有關的電氣信號。伺服放大器接受旋變變壓器的輸出信號,,作為伺服電動機的控制信號,。經放大,驅動伺服電動機旋轉,,并帶動接受方旋轉變壓器轉軸及其它相連的機構,,直至達到和發(fā)送機方一致的角位置。
旋變發(fā)送機的初級,,一般在轉子上設有正交的兩相繞組,,其中一相作為勵磁繞組,輸入單相交流電壓,;另一相短接,,以抵消交軸磁通,改善精度,。次級也是正交的兩相繞組,。旋變變壓器的初級一般在定子上,由正交的兩相繞組組成,;次級為單項繞組,,沒有正交繞組。

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圖1 旋轉變壓器角度位置伺服控制系統(tǒng)

作為旋變發(fā)送機它的勵磁繞組是由單相電壓供電,,電壓可以寫為以下形式:

其中,, —勵磁電壓的幅值, —勵磁電壓的角頻率,。勵磁繞組的勵磁電流產生的交變磁通,,在次級輸出繞組中感生出電動勢。當轉子轉動時,,由于勵磁繞組和次級輸出繞組的相對位置發(fā)生變化,,因而次級輸出繞組感生的電動勢也發(fā)生變化。又由于次級輸出的兩相繞組在空間成正交的90°電角度,,因而兩相輸出電壓如以下所示:
     其中,, —正弦相的輸出電壓,, —余弦相的輸出電壓, —次級輸出電壓的幅值,; —勵磁方和次級輸出方電壓之間的相位角,, —發(fā)送機轉子的轉角??梢钥闯?,勵磁方和輸出方的電壓是同頻率的,但存在著相位差,。正弦相和余弦相在電的時間相位上是同相的,,但幅值彼此隨轉角分別作正弦和余弦函數變化。通過一定的解算芯片和算法,,就能將電機的轉子位置角和轉速計算出來,。

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圖2旋變發(fā)送機兩相輸出電壓和轉角的關系曲線


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