【正文】 所形成的磁場在 1～ 2區(qū)間的磁感應(yīng)強度2由到 1逐漸減弱 ， 如近似斜線 所示 。 ，使得感應(yīng)電勢同直線位移相聯(lián)系起來。 滑尺上還粘合一層鋁箔以防止靜電感應(yīng)。 由圖 6 23 可知 , 所有各相繞組的導(dǎo)片分別 各自串聯(lián) , 滑尺則構(gòu)成 兩相繞組 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 22 直線式感應(yīng)同步器 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 23僅顯示定尺和滑尺的印制繞組 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 22 直線式感應(yīng)同步器 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 28 旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器繞組排列示意圖 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 直線式感應(yīng)同步器 直線式感應(yīng)同步器示意圖如圖 6 22所示 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 感 應(yīng) 同 步 器 感應(yīng)同步器是一種 高精度測位用 的機電元件 , 其基本原理是基于多極雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器之上。 檢相裝置輸出一個寬度為 Δt的脈沖 , Δt正比于相位差 ΔΦ, 再經(jīng)過控制門使該脈沖在 Δt時間內(nèi)被來自石英振蕩器的高頻脈沖所填滿。 此時 , 發(fā)送機轉(zhuǎn)子和接收機轉(zhuǎn)子協(xié)調(diào) , 兩機輸出電壓相位一致 , 相位比較器輸出電壓在零值 , 伺服電動機即停止轉(zhuǎn)動 。 為了使感應(yīng)移相器輸出電壓保持正常要求 , 還須加上補償電阻 RC, 這里的 RC值就滿足下式 : RC=X2RR2R 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 19 感應(yīng)移相器加補償電阻 RC的原理圖 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 感應(yīng)移相器的應(yīng)用舉例 由一對感應(yīng)移相器組成的同步隨動系統(tǒng)如圖 6 20 所示 。 最后再代入上述兩個條件 , 則式 (6 21)即可證得 。 X2R為感應(yīng)移相器本身輸出阻抗中的電抗分量 。 1fU?RU?第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 18 感應(yīng)移相器工作原理圖 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 空載時的輸出電壓 先通過推導(dǎo)感應(yīng)移相器空載時的輸出電勢來加以說明 。 它作為移相元件常用于測角或測距及隨動系統(tǒng)中 。 粗精機零位偏差為 3176。 頻率為 400 Hz。 ［例 2］ 多極旋變變壓器 : 型號為 110XBS1/30a。 最大輸出電壓為 12 V。 額定電壓36 V。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 (3) 磁路組合式多極旋轉(zhuǎn)變壓器主要技術(shù)數(shù)據(jù)舉例。 在精測通道電路中 , 電阻 R2遠大于 R1。 2—粗測通道輸出繞組 圖 6 17 無觸點電子切換開關(guān) 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 (2) 關(guān)于圖 6 15中的選擇電路 SW問題 , 它實質(zhì)上是一種電子開關(guān)。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 說明 (1) 按照前述旋轉(zhuǎn)變壓器提高精度的原理 , 自整角機也和旋轉(zhuǎn)變壓器一樣 , 可以制成多極的結(jié)構(gòu) , 以大幅度地提高系統(tǒng)和自整角機本身的精度 。 它和磁路組合式的結(jié)構(gòu)基本上是一樣的 ,只不過其定 、 轉(zhuǎn)子繞組均為多極繞組 , 并非兩極繞組 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 16 多極旋轉(zhuǎn)變壓器的基本結(jié)構(gòu)形式 (a) 機械組合 (平行式 )。 分裝式的轉(zhuǎn)子一般為大內(nèi)孔 , 可直接套在被測裝置的主軸上 , 省略了傳動齒輪 , 有利于提高整體的精度 , 分裝式結(jié)構(gòu)通常不帶電刷和滑環(huán) , 而且便于與總機配套 。 例如 , 一般兩極旋變的精度只能做到幾個或幾十個角分 , 而多極旋變則可達到幾十個角秒甚至達到 3″～ 7″。 其精度高的原因 : 一方面是依靠增加電氣速比 p來減少系統(tǒng)誤差 。 因此 , 這種雙通道系統(tǒng)既充分利用了采用多極旋轉(zhuǎn)變壓器時的優(yōu)點 , 又避免了假零位協(xié)調(diào)的缺點 。 兩個通道的旋變發(fā)送機和旋變變壓器的軸分別直接耦合 , 如圖中點劃線所示 。 為了避免發(fā)生這種情況 , 故發(fā)展了雙通道同步隨動系統(tǒng)。 /p), 3 一般情況下 , 多極旋轉(zhuǎn)變壓器的極數(shù)越多 , 系統(tǒng)的精度就越高。sinpθ0 的值比較高 , 即圖中的 A點。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 提高精度的原因可以用圖 6 14的例子再加解釋。 所以二者存在以下關(guān)系 : 電角度 =機械角度 極對數(shù) (6 16) 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 這樣以來 , 式 (6 14)和式 (6 15)中正弦函數(shù)所對應(yīng)的角度實際上是用電角度表示的 , 這個電角度當然和電壓 (或電勢 、 電流 )的時間相位角是對應(yīng)相等的 。 而 p對極電機 , 其定子內(nèi)圓全部電角度為 360176。 定義為電角度 , 這是因為繞組中感應(yīng)電勢變化一個周期為 360176。 2—多極旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 13 一對旋轉(zhuǎn)變壓器作差角測量時的輸出電壓波形 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 式中 , Um(l)、 Um(p)分別為兩極 、 多極旋轉(zhuǎn)變壓器的最大輸出電壓有效值 。 /p。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 12 旋轉(zhuǎn)變壓器的展開圖 (a) 兩極旋轉(zhuǎn)變壓器 。 /p。 因此使旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電壓值隨轉(zhuǎn)角變化的周期不同 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 多極和雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器 為了提高系統(tǒng)對檢測的精度要求 , 采用了由兩極和多極旋轉(zhuǎn)變壓器組成的雙通道伺服系統(tǒng) 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 由旋轉(zhuǎn)變壓器所構(gòu)成的角度傳輸系統(tǒng)也能精確地傳輸旋變發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角 θ1與旋變差動發(fā)送機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角 θ2之差角 θ1θ2。 這就是比例式旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理 , 在自控系統(tǒng)中 , 若前級裝置的輸出電壓與后級裝置需要的輸入電壓不匹配 , 可以在其間放置一比例式旋轉(zhuǎn)變壓器。 之間變化 , 也就是 cosθ在 +～ 。 若在旋轉(zhuǎn)變壓器的定子繞組 D1D2端施以勵磁電壓 , 轉(zhuǎn)子繞組 Z1Z2從基準電壓零位逆時針轉(zhuǎn)過θ角 , 則轉(zhuǎn)子繞組 Z1 Z2端的輸出電壓為 UR1=kuUf1cosθ 此式與式 (6 4)的第一式相同 。 放大器的輸入端電勢便為E1 cosθE2。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 10 求 θ=arccos(E2/E1)的接線圖 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 接線圖如圖 6 10所示。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 用旋轉(zhuǎn)變壓器求反三角函數(shù) 當旋轉(zhuǎn)變壓器作為解算元件時 , 其變比系數(shù) ku常設(shè)計為 1。 在解算裝置中主要用來求解矢量或進行坐標轉(zhuǎn)換 、 求反三角函數(shù) 、 進行加減乘除及函數(shù)的運算等等 。 從數(shù)學推導(dǎo)可知 , 當轉(zhuǎn)角θ=177。 因此 , 將接線圖改為圖 6 8 的方式 , 與此圖對應(yīng)的表達式 (6 12)就成了線性旋轉(zhuǎn)變壓器的原理公式。 如圖 6 9 曲線所示 。 即將正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的定子 D1D2繞組和轉(zhuǎn)子 Z1Z2繞組串聯(lián) , 并作為勵磁的原邊。 對于變動的負載阻抗來說 , 這樣不能實現(xiàn)完全補償 。 因為一般電源內(nèi)阻抗 Zn值很小 , 所以實際應(yīng)用中經(jīng)常把交軸繞組直接短路 , 同樣可以達到完全補償?shù)哪康摹?Z1Z2繞組開路。 從而消除了輸出特性曲線的畸變。 一種是：副邊補償；另一種是：原邊補償。 其勵磁繞組 D1D2加交流勵磁電壓 , D3D4繞組開路 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 第二個分量： 顯然 , 由于 BZq=BZ cosθ, 故它所對應(yīng)的交軸磁通 Φq必定和 BZ cosθ成正比 : Φq∝ BZ cosθ (6 5) 由圖 6 3可以看出 , Φq與 Z3Z4輸出繞組軸線的夾角為 θ, 設(shè) Φq匝鏈 Z3Z4輸出繞組的磁通為 Φq34, 則 Φq34=Φq cosθ 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 將式 (6 5)代入上式 , 則 Φq34∝ BZ cos 2θ 磁通 Φq34在 Z3Z4繞組中感應(yīng)電勢仍屬變壓器電勢 , 其有效值為 : Eq34=∝ BZ cos 2θ (6 6) 式中 , WZ為轉(zhuǎn)子上 Z3Z4輸出繞組的有效匝數(shù) 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 由上式知 , 旋轉(zhuǎn)變壓器 Z3Z4繞組接上負載后 , 除了電壓UR2=kuUs1sinθ以外 , 還附加了正比于 BZ cos 2θ的電勢Eq34。 在旋轉(zhuǎn)變壓器中 ， 該直軸分量的磁通也相當于此作用 。 接入負載 ， 繞組中產(chǎn)生電流 電流產(chǎn)生脈振磁場 該磁場分解為兩個方向 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 第一個分量：直軸分量 ， 作用相當于普通變壓器的磁通 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 3 正弦輸出繞組接負載 ZL 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 引起畸變的主要原因： 交軸分量磁通密度 BZq的作用 。 WD表示勵磁 繞組的有效匝數(shù)。 設(shè)圖中余弦輸出繞組 Z1Z2軸線與脈振磁密 軸線的夾角為 θ, 仿照自整角機中所得出的結(jié)論公式 (式 5 4), 可以寫出這里的勵磁磁通 在正、 余弦輸出繞組中分別感應(yīng)的電勢。 那么氣隙中將產(chǎn)生一個脈振磁密 , 其軸線在定子勵磁繞組的軸線上。 定子鐵心由導(dǎo)磁性能良好的硅鋼片疊壓而成 , 定子硅鋼片內(nèi)圓處沖有一定數(shù)量的規(guī)定槽形 , 用以嵌放定子繞組 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 – 1 旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)示意圖 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 圖 6 2 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器原理示意圖 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 定子的電磁部分仍然由可 導(dǎo)電的繞組 和能 導(dǎo)磁的鐵心 組成 。 若按有無電刷與滑環(huán)間的滑動接觸來分類 , 旋轉(zhuǎn)變壓器可分為接觸式和無接觸式兩大類 。 根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸在系統(tǒng)中的具體用途 , 旋轉(zhuǎn)變壓器又可分為旋變發(fā)送機 (代號為 XF)、 旋變差動發(fā)送機 (代號為 XC)和旋變變壓器 (代號為 XB)。 其中 , 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正余弦函數(shù)關(guān)系 。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 從電機原理來看 , 旋轉(zhuǎn)變壓器又是一種能旋轉(zhuǎn)的變壓器 。 旋轉(zhuǎn)變壓器的 輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角呈一定的函數(shù)關(guān)系 , 它又是一種精密測位用的機電元件 , 在伺服系統(tǒng) 、 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用 。 按旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系 , 旋轉(zhuǎn)變壓器可分為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器(代號為 XZ)、 線性旋轉(zhuǎn)變壓器 (代號為 XX)以及比例式旋轉(zhuǎn)變壓器 (代號為 XL)。 第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器第 6章 旋轉(zhuǎn)變壓器 這些旋轉(zhuǎn)變壓器的用途主要是用來進行 坐標變換 、 三角函數(shù)計算和數(shù)據(jù)傳輸 、 將旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)換成信號電壓 , 等等 。 采用多極對是為了提高系統(tǒng)的精度 。 它由 定子 和 轉(zhuǎn)子 兩大部分組成 , 每一大部分又有自己的 電磁部分和機械部分 , 如圖 6 1所示 , 下面以正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的典型結(jié)構(gòu)分析之 。 , 如圖 6 2 所示 。 第