旋转变压器的角度测量毕业论文.doc

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1、重庆理工大学学士学位(论文)旋转变压器信号处理硬件设计旋转变压器的角度测量毕业论文1绪论1.1国内外研究现状和技术的发展趋势现代控制系统的一些控制装置常常需要用到角度这个模拟量。角度测量在工业控制中应用十分广泛，它在控制领域的作用不言而喻。随着科技发展，出现了许多不同的角度测量方法以及测量元件，比如旋转变压器，自整角机等。早期的旋转变压器用于计算解答装置中，作为模拟计算机中的主要组成部分之一。其输出最常见的也是容易实现的。60年代起，旋转变压器逐渐用于伺服系统，作为角度信号的产生和检测元件。旋转变压器的应

2、用，近期发展很快。除了传统的、要求可靠性高的军用、航空航天领域之外，在工业、交通以及民用领域也得到了广泛的应用。旋转变压器的应用已经成为一种趋势。旋转变压器用于运动伺服控制系统中，作为角度位置的传感和测量用。。实际上，旋转变压器目前主要是用于角度位置伺服控制系统中。由于两相的旋转变压器比自整角机更容易提高精度，所以旋转变压器应用的更广泛。特别是，在高精度的双通道、双速系统中，广泛应用的多极电气元件，原来采用的是多极自整角机，现在基本上都是采用多极旋转变压器。1.2课题研究的目的及意义重庆理工大学学士学位(

3、论文)旋转变压器信号处理硬件设计这些年来，随着工业自动化水平的提高，随着节能减排的要求越来越高，效率高、节能显著的永磁交流电动机的应用越来越广泛。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，但这些年来，却迅速地被旋转变压器代替。可以举几个明显的例子，在家电中，不论是冰箱、空调、还是洗衣机，目前都是向变频变速发展，采用的是正弦波控制的永磁交流电动机。目前各国都在非常重视的电动汽车中，电动汽车中所用的位置、速度传感器都是旋转变压器。例如，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

4、感、燃气阀角度测量、真空室传送器角度位置测量等等，都是采用旋转变压器。旋转在应用于塑压系统、纺织系统、冶金系统以及其他领域里，所应用的伺服系统中关键部件伺服电动机上，也是用旋转变压器作为位置速度传感器。。因此在实际测量与控制系统中，对于旋转变压器的输出信号，即旋变信号的处理就是测量角位移的重要方法，通过对旋变信号经过处理以及反演变化推导出角度位移的方法对于许多需要节约成本的测量系统有重要意义。1.3各种角度测量的传感器介绍以及比较1.31自整角机自整角机是早期应用于测量角度系统中的，它利用自整步特性将转角

5、变为交流电压或由转角变为转角的感应式微型电机，在伺服系统中被用作测量角度的位移传感器。自整角机还可用以实现角度信号的远距离传输、变换、接收和指示。两台或多台电机通过电路的联系，使机械上互不相连的两根或多根转轴自动地保持相同的转角变化，或同步旋转。电机的这种性能称为自整步特性。在伺服系统中，产生信号一方所用的自整角机称为发送机，接收信号一方所用自整角机称为接收机（图1-31）。自整角机广泛应用于冶金、航海等位置和方位同步指示系统和火炮、雷达等伺服系统中。自整角机按用途分为力矩式和控制式(变压器式)两种。力矩

6、式用于同步指示系统；控制式用作测角元件。因此我们主要介绍控制式自整角机。图1-31控制式自整角发送机结构重庆理工大学学士学位(论文)旋转变压器信号处理硬件设计大多数采用两极凸极式结构，只在频率较高、尺寸较大时才采用隐极式结构。定、转子铁芯上分别装嵌单相激磁绕组和三相整步绕组。三相整步绕组为分布式星形接线,各相轴心线在空间相差120°。转子绕组通过滑环和电刷引出接线的为接触式自整角机；通过电磁耦合方法引出接线的为无接触式自整角机，后者无接触摩擦和无线电干扰,但结构复杂,性能指标和利用率低。为了提高输入阻抗，

7、所用激磁绕组匝数较多。控制式自整角接收机（自整角变压器）多采用隐极式结构，并在转子上装设高精度的正弦绕组。两台控制式自整角机与力矩式自整角机相似可组成角度测量系统，也可以有差动工作方式。由于生产工艺方面的原因，自整角机有零位和角度等方面的误差。1.32旋转变压器60年代起，旋转变压器逐渐用于伺服系统，作为角度信号的产生和检测元件。三线的三相的自整角机，早于四线的两相旋转变压器应用于系统中。所以作为角度信号传输的旋转变压器，有时被称作四线自整角机。随着电子技术和数字计算技术的发展，数字式计算机早已代替了模拟

8、式计算机。所以实际上，旋转变压器目前主要是用于角度位置伺服控制系统中。由于两相的旋转变压器比自整角机更容易提高精度，所以旋转变压器应用的更广泛。特别是，在高精度的双通道、双速系统中，广泛应用的多极电气元件，原来采用的是多极自整角机，现在基本上都是采用多极旋转变压器。根据转子电信号引进、引出的方式，分为有刷旋转变压器和无刷旋转变压器。在有刷旋转变压器中，定、转子上都有绕组。转子绕组的电信号，通过滑动接触，由转子上的滑环和定子上的