XZ旋轉變壓器

XZ旋轉變壓器是一種輸出電壓與轉子轉角保持一定函式關係的感應式微電機。它是一種將角位移轉換為電信號的位移感測器，也是能進行坐標換算和函式運算的解算元件。旋轉變壓器廣泛套用在民用和軍事工程的伺服系統中作為測角元件、坐標變換元件和解算裝置。

基本介紹

• 中文名：XZ旋轉變壓器
• 外文名：XZ rotating transformer
• 類別：位移感測器
• 用途：解算元件
• 套用：民用和軍事工程
• 學科：機械工程

簡介

XZ旋轉變壓器是一種輸出電壓與轉子轉角保持一定函式關係的感應式微電機。它是一種將角位移轉換為電信號的位移感測器，也是能進行坐標換算和函式運算的解算元件。旋轉變壓器廣泛套用在民用和軍事工程的伺服系統中作為測角元件、坐標變換元件和解算裝置。

結構

旋轉變壓器的結構與兩相線繞式異步電動機相似。在定、轉子鐵芯槽內分別嵌裝兩組軸線互相垂直的分散式繞組。為減小體積，鐵芯常採用坡莫合金等高磁導率材料疊裝而成。轉子繞組通過滑環、電刷引出接線的為接觸式旋轉變壓器；用環形變應器耦合到定子上引出接線的為無接觸式旋轉變壓器。後者沒有接觸摩擦和無線電干擾。

工作原理

定子繞組D1-D2接交流電源激磁，轉子繞組Z1－Z2接負載ZL（圖1）。當主令軸帶動轉子轉過θ角時,轉子各繞組中產生的感應電壓分別為

式中k為一相定、轉子繞組的有效匝數比（變比）。如用轉子繞組激磁,定子繞組輸出時表達式相同（只是k值不同）。採用不同接線方式或不同的繞組結構，可以獲得與轉角成不同函式關係的輸出電壓。採用不同的結構還可以製成彈道函式、圓函式、鋸齒波函式等特種用途的旋轉變壓器。

利用兩台相同的正、餘弦旋轉變壓器可組成單通道測角系統。一台旋轉變壓器為傳送機,另一台為控制變壓器。傳送機由交流電源激磁。旋轉變壓器的精度為6′,單通道系統的精度不小於6′。為了提高系統的控制精度,可採用雙通道測角系統用四台結構相同的旋轉變壓器,兩台XZ1與XZ2組成粗通道測角系統,另外兩台XZ3與XZ4組成精通道測角系統。XZ1與XZ3、XZ2與XZ4分別通過升速比為i(i=15～30)的升速器相連線。當主令軸帶動粗通道的XZ1轉過θ1角時，精通道的XZ3將轉過iθ1角，XZ2與負載同軸，其轉角為θ2時，XZ4的轉角為 iθ2。粗通道的輸出電壓Uc1=kUr sin δ，精通道XZ4的輸出電壓為Uc2=kUrsin iδ,式中δ=θ1－θ2。二者的輸出電壓經過粗精轉換器處理後再經放大裝置驅動負載。套用雙通道測角系統可組成雙通道伺服系統,當誤差角δ較小時用精通道信號控制,誤差角δ較大時用粗通道信號控制。因此系統的控制精度最高可達3″～7″。

多極旋轉變壓器

為了減少減速器齒輪間隙造成的非線性誤差，可採用電氣變速式雙通道測角系統，即採用多極旋轉變壓器。它是在一個機體內安裝單極和多極兩台旋轉變壓器，而共用一根軸。用單極變壓器組成粗通道系統，多極旋轉變壓器組成精通道系統。這樣既能提高精度又能簡化結構。