單繞組線性旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
朱青（西安微電機(jī)研究所710077）
1引 言
在伺服系統(tǒng)中，常采用線性旋轉(zhuǎn)變壓器實(shí)現(xiàn)機(jī)械轉(zhuǎn)角與電信號(hào)之間的線性轉(zhuǎn)換。與常用的xx型比較，xdx單繞組線性旋轉(zhuǎn)變壓器（即感應(yīng)電位計(jì)）具有下列特點(diǎn)：
1．由于定轉(zhuǎn)子之間只有磁的聯(lián)系而無(wú)電的聯(lián)系，所以輸出電壓相位移不隨轉(zhuǎn)角變化，這對(duì)小機(jī)座號(hào)更加突出。
2．電舔梯度可以自由選擇。
3．工藝對(duì)線性精度的影響較大。
本文介紹轉(zhuǎn)子為凸極型式的單繞組線性旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。
2結(jié)構(gòu)
單繞組線性旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子鐵心為凸極，轉(zhuǎn)子沖片如圖1所示。轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)計(jì)有補(bǔ)償條和補(bǔ)償端板，它們構(gòu)成補(bǔ)償回路。當(dāng)磁軸發(fā)生歪扭而產(chǎn)生橫軸磁通時(shí)，補(bǔ)償回路產(chǎn)生的磁通能對(duì)橫軸磁通加以抵消，從而提高線性精度。轉(zhuǎn)子鐵心上還嵌有集中繞組，作激磁用。定子槽數(shù)zs不僅與極弧角的大小有關(guān)，而且與電壓梯度和線性區(qū)的大小有關(guān)。當(dāng)2s =12，20，24時(shí)，定子上可以安排空間互成90度的兩相繞組。當(dāng)2s =15，18時(shí)，定子安排一相繞組。理論上定子繞組為同心式等匝繞組，實(shí)際上為同心式不等匝繞組。
3工作原理
xdx單繞組線性旋轉(zhuǎn)變壓器的電氣原理圖見(jiàn)圖2。當(dāng)zi22接激磁電壓u，一后，在一定的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，d1 d2的輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角d之間成線性關(guān)系當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組接激磁電壓uh時(shí)，就在空間產(chǎn)生一個(gè)矩形磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子繞組的展開(kāi)圖如圖3所示。圖中，p1為定子繞組的短矩角，p為轉(zhuǎn)子極弧角的一半，a為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角。
定子線圈感應(yīng)電勢(shì)隨轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律用公式表示如下：
ed=ek
定子線圈的總電勢(shì)等于各個(gè)線圈感應(yīng)電勢(shì)之和：
從上式可以看出，欲使ed，d。與口之間保持線性關(guān)系的關(guān)鍵是使得
定子槽數(shù)zs -般有三種，一種zs為奇數(shù)。第二種zs為偶數(shù)，孝也為偶數(shù)，第三種zs為偶數(shù)，而孝為奇數(shù)。定子線圈的分布也不外乎三種，如圖4所示。
定子線圈的短矩角可似用表1各式表示。
若滿足線性關(guān)系，必定是兩個(gè)線圈同時(shí)工作，即一個(gè)線圈電勢(shì)增加，則另一個(gè)線圈電勢(shì)減少。也就是說(shuō)，若滿足式(1)，極弧角2p必須滿足式(2):
將表1中值代入式(2)，即可得不同zs下****的極弧角2p
依此類推，可得出定子槽數(shù)zs與轉(zhuǎn)子極弧角之間的關(guān)系式，見(jiàn)表2。
每個(gè)線圈的短矩角，不同線圈號(hào)的短矩角見(jiàn)表3。根據(jù)定子線圈電勢(shì)變化規(guī)律可列于表4。
電機(jī)進(jìn)入非線性區(qū)，各定子線圈電勢(shì)隨轉(zhuǎn)角的變化可用曲線表示，如圖6所示。
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