旋轉(zhuǎn)變壓器又稱分解器,是一種控制用的微電機(jī),它將機(jī)械轉(zhuǎn)角變換成與該轉(zhuǎn)角呈某一函數(shù)關(guān)系的電信號(hào)的一種間接測(cè)量裝置。
在結(jié)構(gòu)上與二相線繞式異步電動(dòng)機(jī)相似,由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子繞組為變壓器的原邊,轉(zhuǎn)子繞組為變壓器的副邊。激磁電壓接到轉(zhuǎn)子繞組上,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由定子繞組輸出。常用的激磁頻率為400Hz,500Hz,1000Hz和5000Hz。
旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)簡單,動(dòng)作靈敏,對(duì)環(huán)境無特殊要求,維護(hù)方便,輸出信號(hào)幅度大,抗干擾性強(qiáng),工作可靠。因此,在數(shù)控機(jī)床上廣泛應(yīng)用。
通常應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)變壓器為二極旋轉(zhuǎn)變壓器,其定子和轉(zhuǎn)子繞組中各有互相垂直的兩個(gè)繞組。另外,還有一種多極旋轉(zhuǎn)變壓器。也可以把一個(gè)極對(duì)數(shù)少的和一個(gè)極對(duì)數(shù)多的兩種旋轉(zhuǎn)變壓器做在一個(gè)磁路上,裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi),構(gòu)成“粗測(cè)”和“精測(cè)”電氣變速雙通道檢測(cè)裝置,用于高精度檢測(cè)系統(tǒng)和同步系統(tǒng)。
旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用
旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置檢測(cè)裝置有兩種應(yīng)用方式:鑒相方式和鑒幅方式。
1.鑒相工作方式
在旋轉(zhuǎn)變壓器定子的兩相正交繞組(正弦用s和和余弦用c表示),一般稱為正弦繞組和余弦繞組上,分別輸入幅值相等,頻率相同的正弦、余弦激磁電壓
Us=Umsinωt Uc=Umcosωt
兩相激磁電壓在轉(zhuǎn)子繞組中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)線性疊加原理,在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電壓為
U=kUssinθ機(jī)+kUccosθ機(jī)=kUmcos(ωt-θ機(jī))
其中k為變壓比,由式4-10可知感應(yīng)電壓的相位角就等于轉(zhuǎn)子的機(jī)械轉(zhuǎn)角θ機(jī)。因此只要檢測(cè)出轉(zhuǎn)子輸出電壓的相位角,就知道了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角,而且旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子是和伺服電機(jī)或傳動(dòng)軸連接在一起的,從而可以求得執(zhí)行部件的直線位移或角位移。
2.鑒幅工作方式
給定子的兩個(gè)繞組分別通上頻率、相位相同但幅值不同,即調(diào)幅的激磁電壓
Us=Umsinθ電sinωt Uc=Umcosθ電sinωt
則在轉(zhuǎn)子繞組上得到感應(yīng)電壓為
U=kUssinθ機(jī)+kUccosθ機(jī)
=kUmsinωt(sinθ電sinθ機(jī)+cosθ電Uccosθ機(jī))
=kUmcos(θ電-θ機(jī)) sinωt
在實(shí)際應(yīng)用中,是不斷修改激磁調(diào)幅電壓值的電氣角θ電,使之跟蹤θ機(jī)的變化,并測(cè)量感應(yīng)電壓幅值即可求得機(jī)械角位移θ機(jī)。