產(chǎn)品知識
旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理及其應(yīng)用
(一)旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理
旋轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子之間的磁通分布符合正弦規(guī)律,因此當(dāng)激磁電壓加到定子繞組上時(shí),通過電磁耦合,轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,如圖4-9所示。其輸出電壓的大小取決于轉(zhuǎn)子的角向位置,即隨著轉(zhuǎn)子偏移的角度呈正弦變化。
由變壓器原理,設(shè)原邊繞組匝數(shù)為n1,副邊繞組匝數(shù)為n2,k=n1/n2為變壓比,當(dāng)原邊輸入交變電壓 u1=umsinωt 時(shí),副邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢 e2=ku1=kumsinωt。當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組的磁軸與定子繞組的磁軸位置為任意角度θ時(shí),繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢應(yīng)為e2=ku1sinθ=kumsinωtsinθ 式中: k——變壓比; u1————定子的輸入電壓; um———定子最大瞬時(shí)電壓。
當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁軸平行時(shí),即θ=90°時(shí),轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢最大,即e2=kumsinωt,旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子繞組輸出電壓的幅值量嚴(yán)格地按轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)角的正弦規(guī)律變化的,其頻率和激磁電壓的幅值相同。
(二)旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用
旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置檢測裝置有兩種應(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。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,并測量感應(yīng)電壓幅值即可求得機(jī)械角位移θ機(jī)。