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旋轉變壓器替代碳刷

職場更新时间:2024-06-16 12:52:36

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。它是一種将角位移轉換為電信号的位移傳感器，也是能進行坐标換算和函數運算的解算元件。旋轉變壓器的工作原理，可以先看以下内容。

圖1是一個比較典型的角度位置伺服控制系統。XF稱作旋變發送機，XB稱作旋變變壓器。旋變發送機發送一個與機械轉角有關的、作一定函數關系變化的電氣信号；旋變變壓器接受這個信号、并産生和輸出一個與雙方機械轉角之差有關的電氣信号。伺服放大器接受旋變變壓器的輸出信号，作為伺服電動機的控制信号。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，直至達到和發送機方一緻的角位置。旋變發送機的初級，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。

旋轉變壓器替代碳刷（旋轉變壓器的工作原理）1

圖1 旋轉變壓器角度位置伺服控制系統

作為旋變發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産生的交變磁通，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生變化，因而次級輸出繞組感生的電動勢也發生變化。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， —餘弦相的輸出電壓， —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， —發送機轉子的轉角。可以看出，勵磁方和輸出方的電壓是同頻率的，但存在着相位差。正弦相和餘弦相在電的時間相位上是同相的，但幅值彼此随轉角分别作正弦和餘弦函數變化。通過一定的解算芯片和算法，就能将電機的轉子位置角和轉速計算出來。

旋轉變壓器替代碳刷（旋轉變壓器的工作原理）2

圖2旋變發送機兩相輸出電壓和轉角的關系曲線

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