德國亨士樂旋轉(zhuǎn)變壓器簡稱“旋變”,是目前國內(nèi)比較專業(yè)的一個(gè)名稱。旋轉(zhuǎn)變壓器主要用于運(yùn)動(dòng)伺服控制系統(tǒng)中,作為角度位置的傳感和測量用。早期的旋轉(zhuǎn)變壓器用于計(jì)算解析裝置中,作為模擬計(jì)算機(jī)中的主要組成部分之一。其輸出,是隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角作某種函數(shù)變化的電氣信號(hào),通常是正弦、余弦、線性等。這些函數(shù)是常見的,也是容易實(shí)現(xiàn)的。在對(duì)繞組做專門設(shè)計(jì)時(shí),也可產(chǎn)生某些特殊函數(shù)的電氣輸出。但這樣的函數(shù)只用于特殊的場合,并不是通用的。 與編碼器類似,旋轉(zhuǎn)變壓器也是將機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)的轉(zhuǎn)動(dòng)式機(jī)電裝置。但與編碼器不同的是,旋轉(zhuǎn)變壓器傳輸?shù)氖悄M信號(hào)而非數(shù)字信號(hào)。結(jié)構(gòu)方面,旋轉(zhuǎn)變壓器由1個(gè)一次繞組和2個(gè)相位在機(jī)械上成90°的二次繞組組成,旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出信號(hào)需要控制器能夠轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)的信號(hào)輸入電路。 亨士樂旋轉(zhuǎn)變壓器的參數(shù)之一為磁極數(shù)。單轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出。磁極數(shù)等于旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的已調(diào)幅正弦周期數(shù)。多級(jí)旋轉(zhuǎn)變壓器是通過在轉(zhuǎn)子和定子中相等地增加磁極數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。大轉(zhuǎn)速受旋轉(zhuǎn)變壓器的尺寸影響,一般用來提高精度。而一個(gè)單轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)變壓器本質(zhì)上是一個(gè)低精度的單圈式裝置。隨著轉(zhuǎn)速輸出的增加,旋轉(zhuǎn)變壓器也會(huì)失去位置信息。如果空間允許,在一個(gè)多轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)變壓器上再加一個(gè)單轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)變壓器可既可提高精度,又可獲得位置輸出。 由于具有和電機(jī)相似的結(jié)構(gòu)(繞組、疊片、軸承和支架),旋轉(zhuǎn)變壓器可用于超重載應(yīng)用。因?yàn)椴粠щ娐酚布?,它能夠在更加的溫度下運(yùn)行。因?yàn)椴粠Ч鈱W(xué)元件以及不需精密對(duì)準(zhǔn),它能耐受更多的沖擊和振動(dòng)。因?yàn)椴粠Ч鈱W(xué)元件和電路硬件,它能夠用于高輻射環(huán)境。旋轉(zhuǎn)變壓器已經(jīng)過時(shí)間的考驗(yàn),但是模擬信號(hào)輸出限制了其使用范圍。旋轉(zhuǎn)變壓器常見用于交流永磁無刷伺服電機(jī)、軍事、航空航天應(yīng)用。 德國亨士樂旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)和兩相繞線式異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)相似,可分為定子和轉(zhuǎn)子兩大部分。定子和轉(zhuǎn)子的鐵心由鐵鎳軟磁合金或硅鋼薄板沖成的槽狀心片疊成。它們的繞組分別嵌入各自的槽狀鐵心內(nèi)。定子繞組通過固定在殼體上的接線柱直接引出。轉(zhuǎn)子繞組有兩種不同的引出方式。根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組兩種不同的引出方式,旋轉(zhuǎn)變壓器分為有刷式和無刷式兩種結(jié)構(gòu)形式。 無刷式旋轉(zhuǎn)變壓器。它分為兩大部分,即旋轉(zhuǎn)變壓器本體和附加變壓器。附加變壓器的原、副邊鐵心及其線圈均成環(huán)形,分別固定于轉(zhuǎn)子軸和殼體上,徑向留有一定的間隙。旋轉(zhuǎn)變壓器本體的轉(zhuǎn)子繞組與附加變壓器原邊線圈連在一起,在附加變壓器原邊線圈中的電信號(hào),即轉(zhuǎn)子繞組中的電信號(hào),通過電磁耦合,經(jīng)附加變壓器副邊線圈間接地送出去。這種結(jié)構(gòu)避免了電刷與滑環(huán)之間的不良接觸造成的影響,提高了旋轉(zhuǎn)變壓器的可靠性及使用壽命,但其體積、質(zhì)量、成本均有所增加。 常見的旋轉(zhuǎn)變壓器一般有兩極繞組和四極繞組兩種結(jié)構(gòu)形式。兩極繞組旋轉(zhuǎn)變壓器的定子和轉(zhuǎn)子各有一對(duì)磁極,四極繞組則有兩對(duì)磁極,主要用于高精度的檢測系統(tǒng)。除此之外,還有多極式旋轉(zhuǎn)變壓器,用于高精度式檢測系統(tǒng)。 分類 按輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系,主要分三大類旋轉(zhuǎn)變 壓器: 1.正--余弦旋轉(zhuǎn)變壓器----其輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系成正弦或余弦函數(shù)關(guān)系。 2.線性旋轉(zhuǎn)變壓器----其輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成線性函數(shù)關(guān)系。 線性旋轉(zhuǎn)變壓器按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)又分成隱極式和凸極式兩種。 3.比例式旋轉(zhuǎn)變壓器----其輸出電壓與轉(zhuǎn)角成比例關(guān)系。 多極型旋轉(zhuǎn)變壓器與多極型自整角機(jī)相似,其主要差別僅在于繞組的相數(shù)。多極式產(chǎn)品精度比兩極式要高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。 雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器是將兩個(gè)極對(duì)數(shù)不等的旋轉(zhuǎn)變壓器合在一起。通常極對(duì)數(shù)少的稱為粗機(jī),而極對(duì)數(shù)多的稱為精機(jī)。其結(jié)構(gòu)有共磁路和分磁路兩種形式。后者是將粗機(jī)、精機(jī)用機(jī)械組合成一體,各自繞組有單獨(dú)的鐵心,磁路分開。前者是粗機(jī)、精機(jī)繞組同時(shí)嵌入鐵心中,繞組彼此獨(dú)立,磁路共用。 上述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)變壓器組成為電氣變速的雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)。它不同于兩個(gè)相同且獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)變壓器和減速器組成機(jī)械變速的雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)。因同步隨動(dòng)系統(tǒng)中采用機(jī)械變速的雙通道系統(tǒng)滿足不了要求,須采用電氣變速雙通道系統(tǒng),這種系統(tǒng)不僅把精度提高到秒極,而且結(jié)構(gòu)簡單、可靠。 |