旋转变压器原理种类和选用.ppt

第一章 旋转变压器 ; 旋转变压器是输出电压与转子转角成一定函数关系的特种电机，其一、二次侧绕组分别放在定、转子上，一次侧绕组与二次侧绕组之间的电磁耦合程度与转子的转角密切相关。从原理上看，旋转变压器相当于一台可以转动的变压器；从结构上看，旋转变压器相当于一台两相的绕线转子异步电动机。 ; 按照输出电压与转子转角间的函数关系，旋转变压器可以分为正余弦旋转变压器、线性旋转变压器、特种函数旋转变压器等。正余弦旋转变压器的输出电压与转子转角成正余弦函数关系，而线性旋转变压器的输出电压在一定转角范围内与转子转角成正比。 可见，旋转变压器是将角度信号转换成与其成某种函数关系的电压信号，其主要用途就是进行三角函数计算、坐标变换和角度数据传输等。 ;第一节 正余弦旋转变压器 一、基本结构;二、工作原理 1. 空???运行分析 ; 与普通变压器类似，可以忽略定子励磁绕组的漏阻抗压降，空载时转子输出绕组的感应电动势在数值上就等于输出电压，所以 ;2. 负载运行分析 当输出绕组接了负载以后，其输出电压便不再是转角的正、余弦函数。例如在图1-2中，正弦输出绕组R3-R4接有负载，其输出电压如图1-3所示，它偏离了期望的正弦值，这种现象称为输出特性的畸变。 畸变是必须消除的，下面首先分析畸变产生的原因，然后介绍消除畸变的措施。;第一章 旋转变压器; 为了消除畸变，就必须设法消除交轴磁通的影响。消除的方法有两种，即一次侧补偿和二次侧补偿。 ; 3. 畸变补偿 (1) 一次侧补偿; (2) 二次侧补偿; 第二节 线性旋转变压器 线性旋转变压器的输出电压与转角成正比。当转角θ很小时， ;（1-10）; 根据上式，当电源电压一定时，旋转变压器的输出电压随转角θ的变化曲线如图1-7所示。 ;第三节 特种函数旋转变压器* 特种函数旋转变压器是一种新型的旋转变压器，它可以实现与转角成正割函数、弹道函数、对数函数等特殊函数的电压输出，在装置中可以替代体积庞大、结构复杂、制造困难的凸轮和劈锥等机构，也是自动控制系统中使用较为广泛的精密元件。 ; 特殊函数旋转变压器的结构与正余弦旋转变压器基本相同，它采用一系列含有各次谐波的绕组，使谐波磁场产生的合成电动势在任意转角位置时逼近给定函数，从而实现输出电压与转角之间成任意函数的关系。 对于含有各次谐波的同心式不等匝绕组，根据叠加原理和谐波分析的方法，在正弦分布绕组的基础上得到下列输出电压的表达式 ; 输出电压的表达式是一个项数有限的只含奇次谐波的正弦级数，只要适当地选取各项系数（即各次谐波绕组系数），就可以在范围内逼近任一给定函数。 输出电压的相对值取为 ;第一章 旋转变压器;第一章 旋转变压器;;;;第四节 旋转变压器的选用 一、旋转变压器的主要技术数据 (1) 额定电压。 指励磁绕组应加的电压，有12、16、26、36、60、90、110、115、220V等几种。 (2) 额定频率。 指励磁电压的频率，有50Hz和400Hz两种。选择时应根据自己的需要，一般工频50Hz的使用起来比较方便，但性能会差一些，而400Hz的性能较好，但成本较高，故应选择性价比比较适中的产品。; (3) 变比。指在规定的励磁一方的励磁绕组上加上额定频率的额定电压时，与励磁绕组轴线一致的处于零位的非励磁一方绕组的开路输出电压与励磁电压的比值，有0.15、0.56、0.65、0.78、1.0和2.0等几种。 (4) 输出相位移。 指输出电压与输入电压的相位差。该值越小越好，一般约在3o～l2o电角度左右。 (5) 开路输入阻抗（空载输入阻抗）。 输出绕组开路时，从励磁绕组看进去的等效阻抗值。标准开路输入阻抗有200、400、600、1000、2000、3000、4000、6000和10000等几种。;二、旋转变压器的误差和精度 1. 旋转变压器的误差种类 (1) 函数误差。 函数误差是评价正余弦旋转变压器性能的主要指标， 它是指旋转变压器励磁绕组加上额定电压，补偿绕组短路时， 在不同的转子转角下，两个输出绕组实际输出特性和理想输出特性间的最大差值与理论上输出电压的最大值的百分比，其误差范围一般为0.02% ～0.1% 。函数误差直接影响作为解算元件的解算精度。; (2) 零位误差。 零位误差也是评价正余弦旋转变压器性能的主要指标，它是指旋转变压器励磁绕组加上额定电压，补偿绕组短路时，两个输出绕组的实际电气零位与理论电气零位之差。以角分表示，误差范围一般为2’～10’。零位误差直接影响计算和数据传输系统的精度。; (3) 线性误差