微特電機的選用第七講 旋轉(zhuǎn)變壓器的選用
朱春波 宋立偉 鄒繼明（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 150001）
1概述
旋轉(zhuǎn)變壓器或稱回轉(zhuǎn)變壓器，是一種將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變換成與之呈某一函數(shù)關(guān)系的電信號的元件。原理上相當(dāng)于一個可以轉(zhuǎn)動的變壓器，結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于一個兩極兩相線繞式異步電動機。
旋轉(zhuǎn)變壓器按其在控制系統(tǒng)中的不同用途可分為計算用旋轉(zhuǎn)變壓器和數(shù)據(jù)傳輸用旋轉(zhuǎn)變壓器兩類。
計算用旋轉(zhuǎn)變壓器主要用于三角運算、坐標(biāo)變換、角度數(shù)字轉(zhuǎn)換及作移相器等。按其輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角之間的函數(shù)關(guān)系，可分為正、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器、線性旋轉(zhuǎn)變壓器和比例式旋轉(zhuǎn)變壓器三種。后兩種實際上也是正、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器。原理上，同一臺旋轉(zhuǎn)變壓器只要將其繞組改用不同的聯(lián)接方法，都可以實現(xiàn)上述要求。不過，為了保證工作的可靠性和精確度，線性旋轉(zhuǎn)變壓器采用了特定的變比和接線方式，使其輸出電壓能在較大的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系。比例式旋轉(zhuǎn)變壓器在轉(zhuǎn)軸上裝有調(diào)整齒輪和調(diào)整后可以固定轉(zhuǎn)子的機構(gòu)，選用時，可將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到需要的角度后加以固定。
數(shù)據(jù)傳輸用旋轉(zhuǎn)變壓器在系統(tǒng)中的作用與控制式自整角機相同，而精確度一般要比控制式自整角機高。按其在系統(tǒng)中的具體用途，又可分為旋變發(fā)送機、旋變差動發(fā)送杌和旋變變壓器三種。
2基本工作原理
2.1正、余弦旋轉(zhuǎn)變壓器
旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理和普通變壓器本質(zhì)上無多大區(qū)別。只是由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，定子勵磁繞組和轉(zhuǎn)子輸出繞組之間的相對位置發(fā)生變化會引起互感變化，從而使輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦或余弦關(guān)系。圖1為空載運行原理圖，did2和d3d4是定子繞組，2122和2324是轉(zhuǎn)子繞組，工作時，定子did2繞組加上大小和頻率一定的交流電壓ud以產(chǎn)生需要的工作磁通，為勵磁繞組，轉(zhuǎn)子繞組用來輸出電壓信號，為輸出繞組�？蛰d時輸出電壓為：
圖2負載運行原理圖理圖。由于加載后會使輸出電壓產(chǎn)生畸變，必須進行補償，將定子d3d4繞組短路為原邊補償，將轉(zhuǎn)子2324繞組接一阻抗zc(且zc -zl)為副邊補償。同時采用原邊補償和副邊補償?shù)男Ч炔捎闷渲腥魏我环N單獨補償都好。
2.2線性旋轉(zhuǎn)變壓器
線性旋轉(zhuǎn)變壓器是在一定的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系的旋轉(zhuǎn)變壓器。圖3為采用了原邊補償?shù)木�性旋轉(zhuǎn)圖3采用原邊補償?shù)木�性旋變接線圖變壓器的接線圖，其轉(zhuǎn)子的輸出電壓為：
在變比=0. 52時，輸出電壓uz與轉(zhuǎn)角護的關(guān)系如圖4所示。在60度的范圍內(nèi)近似為線性關(guān)系，且誤差不會超過百分之0. 1。上述結(jié)果是在忽略定、轉(zhuǎn)子漏阻抗的情況下得到的。實際的旋轉(zhuǎn)變壓器，為了得到****的線性關(guān)系，取變比=0. 56～0. 57。
2.3 比例式旋轉(zhuǎn)變壓器
比例式旋轉(zhuǎn)變壓器是可以按比例求解三角函數(shù)的旋轉(zhuǎn)變壓器。主要用于調(diào)整控制系統(tǒng)某一部分的比例關(guān)系，而不改變其變化規(guī)律。其接線方式與原邊補償?shù)钠胀ㄕ倚D(zhuǎn)變壓器相同，只是將轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角固定。
2.4數(shù)據(jù)傳輸用旋轉(zhuǎn)變壓器
數(shù)據(jù)傳輸用旋轉(zhuǎn)變壓器的用途和作用原理與控制式自整角機相同。接線方式如圖5所示。左為旋變發(fā)送機，右為旋轉(zhuǎn)變壓器。它們的定子繞組對應(yīng)相接，發(fā)送機的轉(zhuǎn)子繞組加上交流勵磁電壓uf，旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子繞組作輸出繞組。它們的另一轉(zhuǎn)子繞組2324和2122短路作補償用。
3 旋轉(zhuǎn)變壓器的運行特性
旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的關(guān)系稱為旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出特性。線性旋轉(zhuǎn)變壓器在一定的工作轉(zhuǎn)角 |
