正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器與線性旋轉(zhuǎn)變壓器基本結(jié)構(gòu)和原理
旋轉(zhuǎn)變壓器是輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成一定函數(shù)關(guān)系的特種電機(jī)，其一、二次側(cè)繞組分別放在定、轉(zhuǎn)子上，一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組之間的電磁耦合程度與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角密切相關(guān)。從原理上看，旋轉(zhuǎn)變壓器相當(dāng)于一臺(tái)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的變壓器；從結(jié)構(gòu)上看，旋轉(zhuǎn)變壓器相當(dāng)于一臺(tái)兩相的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。 按照輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系，旋轉(zhuǎn)變壓器可以分為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器、線性旋轉(zhuǎn)變壓器、特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器等。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，而線性旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正比。可見(jiàn)，旋轉(zhuǎn)變壓器是將角度信號(hào)轉(zhuǎn)換成與其成某種函數(shù)關(guān)系的電壓信號(hào)，其主要用途就是進(jìn)行三角函數(shù)計(jì)算、坐標(biāo)變換和角度數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>
一、基本結(jié)構(gòu)
二、工作原理
1. 空載運(yùn)行分析
與普通變壓器類(lèi)似，可以忽略定子勵(lì)磁繞組的漏阻抗壓降，空載時(shí)轉(zhuǎn)子輸出繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上就等于輸出電壓，所以
上式表明，旋轉(zhuǎn)變壓器空載時(shí)其輸出電壓分別是轉(zhuǎn)角的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)，這樣轉(zhuǎn)子繞組R1-R2就稱(chēng)為余弦輸出繞組，而繞組R3-R4稱(chēng)為正弦輸出繞組
2. 負(fù)載運(yùn)行分析
當(dāng)輸出繞組接了負(fù)載以后，其輸出電壓便不再是轉(zhuǎn)角的正、余弦函數(shù)。例如在圖1-2中，正弦輸出繞組R3-R4接有負(fù)載，其輸出電壓如圖1-3所示，它偏離了期望的正弦值，這種現(xiàn)象稱(chēng)為輸出特性的畸變。
畸變是必須消除的，下面首先分析畸變產(chǎn)生的原因，然后介紹消除畸變的措施。
為了消除畸變，就必須設(shè)法消除交軸磁通的影響。消除的方法有兩種，即一次側(cè)補(bǔ)償和二次側(cè)補(bǔ)償。
《！--［if ！ppt］--》《！--［endif］--》
3. 畸變補(bǔ)償
（1） 一次側(cè)補(bǔ)償
線性旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)原理
按照旋轉(zhuǎn)變壓器的副邊輸出和原邊輸入的關(guān)系，可以分為：正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器、線性旋轉(zhuǎn)變壓器、比例式旋轉(zhuǎn)變壓器以及特殊函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器等四類(lèi)。其中最為常見(jiàn)、應(yīng)用最為廣的是正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器。
事實(shí)上，線性旋轉(zhuǎn)變壓器是正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的特殊形式。將正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的線路進(jìn)行改接即可實(shí)現(xiàn)：一次勵(lì)磁繞組S1S3與二次繞組（余弦繞 組）R1R3串聯(lián)后施加額定勵(lì)磁電壓US1R3，將一次側(cè)的交軸繞組S2S4短接起原邊補(bǔ)償作用，二次側(cè)的正弦繞組R2R4作為輸出，如圖1所示。
圖1 線性旋轉(zhuǎn)變壓器電氣原理圖
線性旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出繞組方程式：
其中：θ為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度；K為變壓比。
2、線性旋轉(zhuǎn)變壓器的特性
線性旋轉(zhuǎn)變壓器要保持輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角呈線性關(guān)系，其變壓比K與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θ有著特殊性。
對(duì)輸出繞組方程式中K分別取0.14，0.46，0.52，0.67，0.95；輸入勵(lì)磁電壓幅值為 5V，θ從-180°到180°變化時(shí)，作輸出電壓幅值的變化曲線，如圖2所示。
圖2 θ從-180°到180°時(shí)的輸出電壓
從圖上可以看出：變壓比K=0.52至0.67，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角θ在-60°至60°時(shí)，線性旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角呈線性函數(shù)關(guān)系。
所以，市面上的線性旋轉(zhuǎn)變壓器的變壓比，規(guī)定的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)角度，都在這兩個(gè)范圍內(nèi)。