摘要：文章從理論上分析了正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器激磁補償繞組的工作原理；對激磁補償繞組短接對輸出相位移的影響進行理論分析和試驗驗證；給出了激磁補償繞組斷路的檢測方法。
正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器以其高可靠性、穩(wěn)定性以及對濕度、溫度、振動和沖擊等環(huán)境的適應(yīng)性主要應(yīng)用于控制系統(tǒng)的角位置信息反饋、慣性導航系統(tǒng)的坐標分解器以及隨動系統(tǒng)中傳輸與轉(zhuǎn)角相應(yīng)的電信號等。在精度要求不高的場合，激磁方一套正弦繞組即可滿足使用要求。而在精度要求較高的控制系統(tǒng)中，則需要匝數(shù)、型式完全相同、空間位置上相差90。的兩套正弦繞組，其中一套作為激磁繞組，另一套則為激磁補償繞組，也稱為交軸繞組或正交繞組，利用激磁補償繞組可以提高正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的電氣精度。
1.l正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器激磁補償?shù)墓ぷ髟?/DIV>
正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器在空載運行時，副方輸出兩相與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角呈嚴格正余弦關(guān)系的電信號。在實際使用中，正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器總要接上一定的負載zL,帶載后，繞組中便有電流L流過，此電流所產(chǎn)生的交軸磁場分量Fr1q將產(chǎn)生交軸磁通，并在正、余弦輸出繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，造成輸出電壓的畸變。因此在實際使用中，通常把激磁補償繞組直接短路，由于交軸磁通分量和激磁補償繞組的軸線方向一致，它將在激磁補償繞組中感應(yīng)電勢，并產(chǎn)生電流。根據(jù)愣次定律，該電流所產(chǎn)生的磁通是反對交軸磁通變化的，因而對交軸磁通產(chǎn)生很強的去磁作用，使交軸磁通趨于零，從而解決由于負載電流產(chǎn)生的交軸磁場引起輸出特性的畸變。
1．2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器激磁補償?shù)臄?shù)學分析
激磁補償時的正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器線路如圖1所示。余弦輸出繞組R1、R3開路，激磁繞組S1S3接至電源Uf，交軸繞組S2S4接有阻抗Zq，正弦輸出繞組R2R4接有負載阻抗ZL各繞組電壓、電流的正方向如圖l所示。設(shè)轉(zhuǎn)子正弦輸出繞組R2R4的軸線和定子交軸之間的夾角θ為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角，按基爾霍夫第二定律可以分別寫出各繞組的電壓方程式：
式中：Zσs、Zσr——定、轉(zhuǎn)子繞組的漏阻抗；
Xm——定子繞組的主電抗；
Ku——變比，為定、轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)比，是一個常數(shù)。
由式(1)可解出激磁繞組的輸入電流If,正弦輸出繞組電流Ifl和交軸繞組電流Iq：
為使正弦輸出繞組的輸出電壓能隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θ呈正弦函數(shù)變化，就需要正弦輸出繞組電流Irl也隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θ呈正弦函數(shù)變化，為此，由式(2)可知，就必須使A式為一個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θ無關(guān)的常量。若激磁繞組外施電壓恒定，即電壓Uf不隨輸入電流If的改變而變化(這相當于電源的容量很大，電源的內(nèi)阻抗可認為是零)，這時A式就必須滿足：Zq=O，即將交軸繞組兩端直接短接，此時式(2)可表示為：
由上面的分析可知，采用交軸繞組直接短接補償時，輸出電壓U
rl將隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θ呈正弦函數(shù)變化，且不受負載阻抗Z
L變動的影響，這是應(yīng)用交軸繞組補償?shù)膬?yōu)點。但是由于輸入電流If∝cos
2θ，即If隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θ的改變而變化，相應(yīng)的輸入功率和輸入阻抗也都隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θ而改變。若把這種正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器接至旋轉(zhuǎn)變壓器作為它的負載時，由于正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入阻抗是變量，致使旋轉(zhuǎn)
