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旋轉變壓器的分類以及工作原理

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旋轉變壓器的分類以及工作原理

發布日期:2018-07-19 作者: 點擊:

旋轉變壓器的分類以及工作原理


按輸出電壓與轉子轉角間的函數關系,主要分三大類旋轉變



1.正--餘弦旋轉變壓器----其輸出電壓與轉子轉角的函數關系成正弦或餘弦函數關系。


2.線性旋轉變壓器----其輸出電壓與轉子轉角成線性函數關系。 線性旋轉變壓器按轉子結構又分成隐極式和凸極式兩種。


3.比例式旋轉變壓器----其輸出電壓與轉角成比例關系。


多極型旋轉變壓器與多極型自整角機相似,其主要差别僅在于繞組的相數。多極式産品精度比兩極式要高一個數量級以上。


雙通道旋轉變壓器是将兩個極對數不等的旋轉變壓器合在一起。通常極對數少的稱為粗機,而極對數多的稱為精機。其結構有共磁路和分磁路兩種形式。後者是将粗機、精機用機械組合成一體,各自繞組有單獨的鐵心,磁路分開。前者是粗機、精機繞組同時嵌入鐵心中,繞組彼此獨立,磁路共用。上述兩個旋轉變壓器組成為電氣變速的雙通道旋轉變壓器系統。它不同于兩個相同且獨立的旋轉變壓器和減速器組成機械變速的雙通道旋轉變壓器系統。因同步随動系統中采用機械變速的雙通道系統滿足不了要求,須采用電氣變速雙通道系統,這種系統不僅把精度提高到秒極,而且結構簡單、可靠。


磁阻式旋轉變壓器是一種多極旋轉變壓器的特殊形式。它利用磁阻原理實現電信号轉換。定子鐵心開有大、小齒,小齒均布在大齒的齒端部位,定子上大槽内同時嵌入單相勵磁繞組和兩相輸出繞組。轉子鐵心是由均布的小齒的沖片疊成,其齒數即為極對數。勵磁繞組通電後,由于氣隙磁導随着轉子轉角變化,使得輸出繞組的輸出電壓變化周期即為轉子的齒數,起到多極形式的作用。其結構簡單、尺寸小、精度高、且無接觸,大大提高了系統的可靠性,其精度為秒級。


工作原理


定子繞組D1-D2接交流電源激磁,轉子繞組Z1-Z2接負載ZL當主令軸帶動轉子轉過θ角時,轉子各繞組中産生的感應電壓分别為



式中k為一相定、轉子繞組的有效匝數比(變比)。如用轉子繞組激磁,定子繞組輸出時表達式相同(隻是k值不同)。采用不同接線方式或不同的繞組結構,可以獲得與轉角成不同函數關系的輸出電壓。采用不同的結構還可以制成彈道函數、圓函數、鋸齒波函數等特種用途的旋轉變壓器。


利用兩台相同的正、餘弦旋轉變壓器可組成單通道測角系統。一台旋轉變壓器為發送機,另一台為控制變壓器。發送機由交流電源激磁。旋轉變壓器的精度為6′,單通道系統的精度不小于6′。為了提高系統的控制精度,可采用雙通道測角系統(圖2)。用四台結構相同的旋轉變壓器,兩台XZ1與XZ2組成粗通道測角系統,另外兩台XZ3與XZ4組成精通道測角系統。XZ1與XZ3、XZ2與XZ4分别通過升速比為i(i=15~30)的升速器相連接。當主令軸帶動粗通道的XZ1轉過θ1角時,精通道的XZ3将轉過iθ1角,XZ2與負載同軸,其轉角為θ2時,XZ4的轉角為iθ2。粗通道的輸出電壓Uc1=kUr sinδ,精通道XZ4的輸出電壓為Uc2=kUrsiniδ,式中δ=θ1-θ2。二者的輸出電壓經過粗精轉換器處理後再經放大裝置驅動負載。應用雙通道測角系統可組成雙通道伺服系統,當誤差角δ較小時用精通道信号控制,誤差角δ較大時用粗通道信号控制。因此系統的控制精度最高可達3″~7″。為了減少減速器齒輪間隙造成的非線性誤差,可采用電氣變速式雙通道測角系統,即采用多極旋轉變壓器。它是在一個機體内安裝單極和多極兩台旋轉變壓器,而共用一根軸。用單極變壓器組成粗通道系統,多極旋轉變壓器組成精通道系統。這樣既能提高精度又能簡化結構。


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