微特電機的選用第七講 旋轉變壓器的選用
朱春波 宋立偉 鄒繼明（哈爾濱工業大學 150001）
1概述
旋轉變壓器或稱回轉變壓器，是一種將轉子轉角變換成與之呈某一函數關系的電信號的元件。原理上相當于一個可以轉動的變壓器，結構上相當于一個兩極兩相線繞式異步電動機。
旋轉變壓器按其在控制系統中的不同用途可分為計算用旋轉變壓器和數據傳輸用旋轉變壓器兩類。
計算用旋轉變壓器主要用于三角運算、坐標變換、角度數字轉換及作移相器等。按其輸出電壓與轉子轉角之間的函數關系，可分為正、余弦旋轉變壓器、線性旋轉變壓器和比例式旋轉變壓器三種。后兩種實際上也是正、余弦旋轉變壓器。原理上，同一臺旋轉變壓器只要將其繞組改用不同的聯接方法，都可以實現上述要求。不過，為了保證工作的可靠性和精確度，線性旋轉變壓器采用了特定的變比和接線方式，使其輸出電壓能在較大的轉角范圍內與轉角成線性關系。比例式旋轉變壓器在轉軸上裝有調整齒輪和調整后可以固定轉子的機構，選用時，可將轉子轉到需要的角度后加以固定。
數據傳輸用旋轉變壓器在系統中的作用與控制式自整角機相同，而精確度一般要比控制式自整角機高。按其在系統中的具體用途，又可分為旋變發送機、旋變差動發送杌和旋變變壓器三種。
2基本工作原理
2.1正、余弦旋轉變壓器
旋轉變壓器的工作原理和普通變壓器本質上無多大區別。只是由于轉子旋轉，定子勵磁繞組和轉子輸出繞組之間的相對位置發生變化會引起互感變化，從而使輸出電壓與轉子轉角成正弦或余弦關系。圖1為空載運行原理圖，did2和d3d4是定子繞組，2122和2324是轉子繞組，工作時，定子did2繞組加上大小和頻率一定的交流電壓ud以產生需要的工作磁通，為勵磁繞組，轉子繞組用來輸出電壓信號，為輸出繞組。空載時輸出電壓為：
圖2負載運行原理圖理圖。由于加載后會使輸出電壓產生畸變，必須進行補償，將定子d3d4繞組短路為原邊補償，將轉子2324繞組接一阻抗zc(且zc -zl)為副邊補償。同時采用原邊補償和副邊補償的效果比采用其中任何一種單獨補償都好。
2.2線性旋轉變壓器
線性旋轉變壓器是在一定的轉角范圍內，輸出電壓與轉子轉角成線性關系的旋轉變壓器。圖3為采用了原邊補償的線性旋轉圖3采用原邊補償的線性旋變接線圖變壓器的接線圖，其轉子的輸出電壓為：
在變比=0. 52時，輸出電壓uz與轉角護的關系如圖4所示。在60度的范圍內近似為線性關系，且誤差不會超過百分之0. 1。上述結果是在忽略定、轉子漏阻抗的情況下得到的。實際的旋轉變壓器，為了得到****的線性關系，取變比=0. 56～0. 57。
2.3 比例式旋轉變壓器
比例式旋轉變壓器是可以按比例求解三角函數的旋轉變壓器。主要用于調整控制系統某一部分的比例關系，而不改變其變化規律。其接線方式與原邊補償的普通正弦旋轉變壓器相同，只是將轉子的轉角固定。
2.4數據傳輸用旋轉變壓器
數據傳輸用旋轉變壓器的用途和作用原理與控制式自整角機相同。接線方式如圖5所示。左為旋變發送機，右為旋轉變壓器。它們的定子繞組對應相接，發送機的轉子繞組加上交流勵磁電壓uf，旋轉變壓器的轉子繞組作輸出繞組。它們的另一轉子繞組2324和2122短路作補償用。
3 旋轉變壓器的運行特性
旋轉變壓器的輸出電壓與轉子轉角的關系稱為旋轉變壓器的輸出特性。線性旋轉變壓器在一定的工作轉角 |
