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,。
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,??梢钥闯觯瑒畲欧胶洼敵龇降碾妷菏峭l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。
圖2旋變發(fā)送機兩相輸出電壓和轉角的關系曲線