旋转变压器原理及其在自动控制中的应用

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1、旋转变压器原理及其在自动控制中的应用旋转变压器原理及其在自动控制中的应用.txt爱情是艺术，结婚是技术，离婚是算术。这年头女孩们都在争做小“腰”精，谁还稀罕小“腹”婆呀？高职不如高薪，高薪不如高寿，高寿不如高兴。旋转变压器原理及其在自动控制中的应用摘要：介绍旋转变压器（简称旋变）分类、结构特点、工作原理和解码方法，以及在各行各业中的应用，还有与其相关的工业设备（SMARTCAM）的应用特点。关键词：旋转变压器，SMARTCODER，SMARTCAM旋转变压器简称旋变是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦

2、、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。它主要用于坐标变换、三角运算和角度数据传输，也可以作为两相移相器用在角度--数字转换装置中。按输出电压与转子转角间的函数关系，主要分三大类旋转变压器：1.正--余弦旋转变压器----其输出电压与转子转角的函数关系成正弦或余弦函数关系。2.线性旋转变压器----其输出电压与转子转角成线性函数关系。线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种。3.比例式旋转变压器----其输出电压与转角成比例关系。结构说明由于我公司只销售日本多摩川公司的正余弦旋转变压器，所以在此介绍的旋转变压器皆为正余弦型的。旋变由转子

3、和定子绕组构成，并且两者相互独立，初级和次极线圈都绕在定子上，转子由两组相差90度线圈组成，采用无刷设计，如图1所示。转子绕组定子绕组图1图2是旋转变压器电气示意图。ER1-R2励磁电压VeES2-S4图2旋变的输入输出电压之间的具体函数关系如下所示：设转子转动角度为θ，初级线圈电压（即励磁电压）:ER1-R2=E*Sin2πftf:励磁频率，E：信号幅度那么输出电压ES1-S3=K*E*Sin2πft*Cosθ;ES2-S4=K*E*Sin2πft*SinθK：传输比，θ：转子偏离原点的角度令θ=ωt，即转子做匀速运动，那么其输出信号的函数曲线可表示为图3所示，图中信号频率

4、为f，即励磁信号频率，最大幅度为E，包络信号为Sinωt和Cosωt，解码器就是通过检测这两组输出信号获取旋变位置信息的。不难看出，励磁频率越高，旋变解码精度也就越高，而励磁电压幅度则对解码没有很明显的影响。只需达到一定的电压数值即可,一般来讲3V~120%额定电压。（旋变转子旋转角度）电气角图3解码日本多摩川公司推出了自己的多款解码芯片，其原理都基本相同，如图4所示，解码芯片原理框图中如果图中Vsr=0,那么θm=θrd.即可解码出转子转角。乘法器SINCOSD/Aθrd相敏解调器积分器压控振荡器VSR=kE1sinωt*sin(θm-θrd)1相励磁，两相出力Vsr=kE

5、sinωt(sinθm*cosθRD-cosθm*sinθrd)=kEsinωt*sin(θm-θrd)鉴相器解调出θrdkE1sinωt*sinθmkE1sinωt*cosθmθm励磁回路乘法器图4解码芯片输出方式有增量式输出和绝对式输出，增量式输出时分辨率为1024C/T(C:脉冲数，T：一圈)，绝对式输出输出位数为12位。而且可以输出方向信号和错误信号，外围电路简单，只需少许元件就可以完成解码工作。日本多摩川公司先后推出的几款名为SMARTCODER的解码芯片，早期的有AU6802，AU6802N1，以及最近的AU6803等。此外，旋变和多摩川的SMARTCAM配合可以

6、模拟机械凸轮的运动控制，可以用于取代粗糙笨重的机械凸轮。成为工业控制中高效而又廉价的控制工具。针对多摩川旋变我公司已经开发出解码板（即所谓的R/D转换板），能同时解码出增量式信号和绝对式信号，配合旋变，可以象使用编码器一样在变频以及SEVO系统中使用，欢迎各位来电咨询或洽谈购买。至于具体的解码电路就不在此介绍，读者朋友可以在相关的网站上搜索到芯片资料和相关的应用电路，如有疑问也可以直接拨打我公司电话咨询。特征由于旋转变压器本身的结构特点，所以具有耐恶劣环境的能力，具体参数如下：温度范围：-55℃~155℃振动：196m/s2（20G）10~500Hz冲击：981m/s2（10

7、0G）10ms湿度：90%RhMin.at60℃转速：100~500RPS此外，旋转变压器采用无刷设计，所以维护方便，使用可靠，寿命长，对机械和电气噪音不敏感。由于旋变以上特点，所以被广泛应用在航空、航天、雷达、坦克和地炮火控等军事装备,也可用于数控机床和机器人等民用SEVO控制系统和机器人系统、机械工具、汽车、电力、冶金、纺织、印刷等领域。应用在伺服系统中，往往需要实时地检测出电机转子的位置，包括转子的绝对位置和增量式位置，同时还需检测出电机的速度，以实现对电机的转矩、速度、及其驱动的机构的位置的高精