“軍轉(zhuǎn)民”的旋轉(zhuǎn)變壓器

旋轉(zhuǎn)變壓器起初應(yīng)用于“高大上”的軍用和航空航天領(lǐng)域是一種精密角度、位置、速度檢測裝置，適用于所有使用旋轉(zhuǎn)編碼器的場合，特別是高溫、嚴(yán)寒、潮濕、高速、高震動(dòng)等旋轉(zhuǎn)編碼器無法正常工作的場合。

近年來隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，節(jié)能減排的要求越來越高，擁有、節(jié)能等顯著優(yōu)勢的永磁交流電動(dòng)機(jī)得到廣泛應(yīng)用。而永磁交流電動(dòng)機(jī)的位置傳感器，原來是以光學(xué)編碼器居多，但旋轉(zhuǎn)變壓器以其高穩(wěn)定性和適應(yīng)性迅速取而代之。例如，在家電行業(yè)中，不論是冰箱、空調(diào)、還是洗衣機(jī)，都在向變頻變速方向發(fā)展，因此采用的是正弦波控制的永磁交流電動(dòng)機(jī)，自然少不了旋轉(zhuǎn)變壓器。蒸蒸日上的新能源汽車行業(yè)，電動(dòng)汽車中所用的位置、速度傳感器也都是旋轉(zhuǎn)變壓器，包括驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的位置傳感、電動(dòng)助力方向盤電機(jī)的位置速度傳感、燃?xì)忾y角度測量、真空室傳送器角度位置測量等等，都采用旋轉(zhuǎn)變壓器。旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用已成為一種趨勢。

旋轉(zhuǎn)變壓器的概念及原理

旋轉(zhuǎn)變壓器是一種電磁式傳感器，又稱同步分解器。它是一種測量角度用的小型交流電動(dòng)機(jī)，用來測量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度，由定子和轉(zhuǎn)子組成。其中定子繞組作為變壓器的原邊，接受勵(lì)磁電壓，勵(lì)磁頻率通常用400、3000及5000HZ等。轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應(yīng)電壓。

旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理和普通變壓器基本相似，區(qū)別在于普通變壓器的原邊、副邊繞組是相對固定的，所以輸出電壓和輸入電壓之比是常數(shù)，而旋轉(zhuǎn)變壓器的原邊、副邊繞組則隨轉(zhuǎn)子的角位移發(fā)生相對位置的改變，因而其輸出電壓的大小隨轉(zhuǎn)子角位移而發(fā)生變化，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)關(guān)系，或保持某一比例關(guān)系，或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系。旋轉(zhuǎn)變壓器在同步隨動(dòng)系統(tǒng)及數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)中可用于傳遞轉(zhuǎn)角或電信號(hào)；在解算裝置中可作為函數(shù)的解算之用，故也稱為解算器。

旋轉(zhuǎn)變壓器原理圖

如何解析旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出？

旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號(hào)

如圖所示，旋轉(zhuǎn)變壓器輸出主要有三路：正弦包絡(luò)信號(hào)，余弦包絡(luò)信號(hào)與激勵(lì)電壓信號(hào)。客戶目前使用的角度位置指示裝置，功能過于單一，無法顯示趨勢，更無法同時(shí)與其他電參數(shù)（電機(jī)的電壓、電流等）一同測試。

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