旋转变压器如何工作以及它的作用是什么?
旋转变压器是一种角位置传感器,可用于伺服电机等应用中的位置与速度反馈。因其设计使然,空心轴旋转变压器的使用寿命远远高于平均水平。其优良特性还包括高可靠性、高精度和低空间需求。即使在极端环境条件下,它也能保持完全可操作性。本质上,作为一个机械装置,旋转变压器主要由一个固定的定子和一个可动的转子构成。

 

从电气角度看,它包含一个为转子供电的变压器和一个用于测量角度的第二个变压器。第一个变压器采用同心设计,在功能上与角度值无关。第二个随角度变化的变压器由定子绕组和转子绕组构成。这两个变压器部件的绕组设计使得线槽中的匝数与正弦函数值相对应。


负值通过反转绕组方向来实现。定子线圈由两个相似的绕组组成,它们以相互旋转90°的相对位置安装。如果给转子绕组通电,则产生正弦磁通量,它将以转子和定子相对角度位置函数的形式在定子线圈中产生电压。这两个电压的振幅分别对应于正弦或余弦值。因此,通过使用合适的评估电路,可以获得绝对角度数据(正弦ϕ/余弦ϕ=正切ϕ,其中ϕ=轴角)。基本型版本称为单对极旋转变压器(单速旋转变压器)。


极对数表示在一圈旋转中转子与定子绕组正弦分布重复的次数。极对数越高,旋转变压器的机械精度越高。对于多对极旋转变压器,可能会丢失绝对角度数据,但在对旋变信号进行数字转换后可以获得更高的分辨率。

 

旋转变压器与编码器有何区别?

两种设备(旋转变压器和编码器)都是角位置传感器,即通过将机械运动转换为电信号来测量轴的旋转位置。与编码器相比,旋转变压器在极端环境条件(如高温以及冲击和振动)下更加可靠。旋转变压器可以作为增量式和绝对式编码器的替代品。编码器提供数字输出信号,而旋转变压器提供模拟输出信号,因此需要进行旋变数字转换。选择旋转变压器还是编码器取决于具体应用,尤其是环境条件和控制电子设备。旋转变压器适用于非常恶劣的环境,而编码器则能提供高精度且集成到控制电子设备中的复杂度较低。