1、旋轉(zhuǎn)變壓器的作用、要求、種類(lèi)與結(jié)構(gòu)
旋轉(zhuǎn)變壓器能夠按正弦、余弦、線(xiàn)性等函數(shù)關(guān)系將轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為運(yùn)算信號(hào)元件，可買(mǎi)現(xiàn)三角函數(shù)運(yùn)算、坐標(biāo)變換、精確測(cè)位、角度的數(shù)字轉(zhuǎn)換或數(shù)據(jù)傳輸、移相等。
旋轉(zhuǎn)變壓器的作用是通過(guò)輸出電壓和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度之間的關(guān)系來(lái)體現(xiàn)的，對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的要求主要集中于信號(hào)變換性能方面，具體包括：感應(yīng)電勢(shì)與轉(zhuǎn)角之間的變化關(guān)系盡口_能符合正弦規(guī)律；函數(shù)誤差與零位誤差小，精度高，零位輸出電壓(剩余電壓)��；工作可靠性高，損耗小，效率
較高。
旋轉(zhuǎn)變壓器一般結(jié)構(gòu)類(lèi)似于繞線(xiàn)型電動(dòng)機(jī)，從不同的角度進(jìn)行劃分可得到不同的旋轉(zhuǎn)變壓器種類(lèi)或名稱(chēng)。按用途的差異可分為計(jì)算用旋轉(zhuǎn)變壓器和數(shù)據(jù)傳輸用旋轉(zhuǎn)變壓器。按輸出電壓的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角之間的函數(shù)關(guān)系差異可分為止弦旋轉(zhuǎn)變壓器、線(xiàn)性旋轉(zhuǎn)變壓器和比例式旋轉(zhuǎn)變壓器等按旋轉(zhuǎn)變壓器在由其構(gòu)造的轉(zhuǎn)角運(yùn)算或相關(guān)變換及信號(hào)傳輸系統(tǒng)中的相對(duì)位置關(guān)系及具體作用可分為旋變發(fā)送機(jī)、旋變差動(dòng)發(fā)送機(jī)和旋變變壓器等，這種分類(lèi)與自整角機(jī)的對(duì)應(yīng)分類(lèi)相似。另外，也可按結(jié)構(gòu)差異將旋轉(zhuǎn)變壓器分為接觸式和無(wú)接觸式(無(wú)滑環(huán)電刷結(jié)構(gòu))；按轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度限制義可分為有限轉(zhuǎn)角和無(wú)限轉(zhuǎn)角兩種類(lèi)型；按極對(duì)數(shù)差異又可分為單_對(duì)極和多對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器：常用的普通接觸式和無(wú)接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)如圖6 8所示。
多對(duì)極、單對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器定子和轉(zhuǎn)子鐵芯采用高導(dǎo)磁的硅鋼片、坡奠合金片或高鎳軟磁合金片疊壓而成。定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙略比其他類(lèi)型的控制電機(jī)大，以減小磁飽和的影響，保證鐵芯上作于磁材料化線(xiàn)性段。接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子各有兩套單相繞組，一般采用正弦分布繞組。足子兩套繞組參數(shù)相同，轉(zhuǎn)子兩套繞組的參數(shù)也相同，各自軸線(xiàn)位置相互垂直。轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)滑環(huán)電刷裝置與外部元件相連。主接觸式旋轉(zhuǎn)變壓器另有環(huán)形繞組與磁環(huán)結(jié)構(gòu)，提供轉(zhuǎn)子繞組信號(hào)的輸入輸出，環(huán)形的定子和轉(zhuǎn)子繞組分別嵌放于外磁環(huán)和內(nèi)磁環(huán)中：為減少渦流損耗，內(nèi)外磁環(huán)采用高電阻率、導(dǎo)磁性能好的粉末冶金軟磁材料或硅鋼材料制成。
多極旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于多極自整角機(jī)，磁路也分為共磁路式和分磁路式兩種。雙通道多極旋轉(zhuǎn)變壓器精度遠(yuǎn)高于普通旋轉(zhuǎn)變壓器，結(jié)構(gòu)上分為粗機(jī)和精機(jī)兩大部分。
2、正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器
旋轉(zhuǎn)變壓器在結(jié)構(gòu)及磁路材料上應(yīng)盡力保證勵(lì)磁磁場(chǎng)在氣隙中的分布呈正弦規(guī)律�？蛰d狀悉的正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6-9。定子兩套繞組中，D1D2為勵(lì)磁繞組，工作中加額定電壓頻率的正弦交流電；D3D4為補(bǔ)償繞組，工作中流過(guò)D3D4的電流可用來(lái)補(bǔ)償交軸磁場(chǎng)引起的輸出信號(hào)的失真或畸變。轉(zhuǎn)子繞組中Z1Z2為弦繞組，Z3Z4為余弦繞組：規(guī)定以D1D2通電形式的勵(lì)磁磁通φd的方向?yàn)橹陛Sd，則Z1Z2的軸線(xiàn)為直軸，D3D4和Z3Z4的軸線(xiàn)方向?yàn)榻惠S，輔線(xiàn)相互垂直的繞組之間沒(méi)有互感作用。
空載狀態(tài)下，D1D2勵(lì)磁產(chǎn)生的脈振磁通φd通過(guò)磁路耦合，在其自身繞組和轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，假設(shè)以直軸方旬作為0°參考位置，當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于參考位置順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)θ角時(shí)，正弦繞組ZlZ2余弦繞組Z3Z4與直軸夾角分別為目和90°-θ直軸磁通沿這兩個(gè)方向的分量使正弦、余弦繞組產(chǎn)生與θ角有正弦和余弦關(guān)系的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并以電壓形式輸出。輸出電壓表達(dá)式如下：
式中，UD——定子勵(lì)磁電壓；
K——旋轉(zhuǎn)變壓器的變化(定子和轉(zhuǎn)子繞組的有效匝數(shù)比)。
θ=0°時(shí)，僅有Z1Z2感應(yīng)電勢(shì)，Z3Z4感應(yīng)電勢(shì)為零，此位置作為旋；變壓器的基準(zhǔn)電氣零位。當(dāng)θ變化時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組輸出的信號(hào)電壓幅值按正余弦規(guī)律變化，頻率與定子勵(lì)磁電壓頻率相同，初相位也近似一致。
