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干货 | 智能化解读旋转变压器

点击次数:315  发布时间:2019-08-13

“军转民”的旋转变压器

旋转变压器起初应用于“高大上”的军用和航空航天领域是一种精密角度、位置、速度检测装置,适用于所有使用旋转编码器的场合,特别是高温、严寒、潮湿、高速、高震动等旋转编码器无法正常工作的场合。

近年来随着工业自动化水平的提高,节能减排的要求越来越高,拥有、节能等显著优势的永磁交流电动机得到广泛应用。而永磁交流电动机的位置传感器,原来是以光学编码器居多,但旋转变压器以其高稳定性和适应性迅速取而代之。例如,在家电行业中,不论是冰箱、空调、还是洗衣机,都在向变频变速方向发展,因此采用的是正弦波控制的永磁交流电动机,自然少不了旋转变压器。蒸蒸日上的新能源汽车行业,电动汽车中所用的位置、速度传感器也都是旋转变压器,包括驱动用电动机和发电机的位置传感、电动助力方向盘电机的位置速度传感、燃气阀角度测量、真空室传送器角度位置测量等等,都采用旋转变压器。旋转变压器的应用已成为一种趋势。

 

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旋转变压器的概念及原理

旋转变压器是一种电磁式传感器,又称同步分解器。它是一种测量角度用的小型交流电动机,用来测量旋转物体的转轴角位移和角速度,由定子和转子组成。其中定子绕组作为变压器的原边,接受励磁电压,励磁频率通常用400、3000及5000HZ等。转子绕组作为变压器的副边,通过电磁耦合得到感应电压。

旋转变压器的工作原理和普通变压器基本相似,区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的,所以输出电压和输入电压之比是常数,而旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变,因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化,输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系,或保持某一比例关系,或在一定转角范围内与转角成线性关系。旋转变压器在同步随动系统及数字随动系统中可用于传递转角或电信号;在解算装置中可作为函数的解算之用,故也称为解算器。

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旋转变压器原理图

如何解析旋转变压器的输出?

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旋转变压器输出信号

如图所示,旋转变压器输出主要有三路:正弦包络信号,余弦包络信号与激励电压信号。客户目前使用的角度位置指示装置,功能过于单一,无法显示趋势,更无法同时与其他电参数(电机的电压、电流等)一同测试。

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