1、-1- 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 控制電機(jī)控制電機(jī) -2- 旋轉(zhuǎn)變壓器是輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成一定函數(shù)關(guān)旋轉(zhuǎn)變壓器是輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成一定函數(shù)關(guān) 系的特種電機(jī)，系的特種電機(jī)，其一、二次側(cè)繞組分別放在定、轉(zhuǎn)子其一、二次側(cè)繞組分別放在定、轉(zhuǎn)子 上，一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組之間的電磁耦合程度與上，一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組之間的電磁耦合程度與 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角密切相關(guān)。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角密切相關(guān)。從原理上看，旋轉(zhuǎn)變壓器相當(dāng)從原理上看，旋轉(zhuǎn)變壓器相當(dāng) 于一臺(tái)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的變壓器；從結(jié)構(gòu)上看，旋轉(zhuǎn)變壓器于一臺(tái)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的變壓器；從結(jié)構(gòu)上看，旋轉(zhuǎn)變壓器 相當(dāng)于一臺(tái)兩相的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)。相當(dāng)于一臺(tái)兩相的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)

2、機(jī)。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -3- 按照輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系，旋轉(zhuǎn)變按照輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系，旋轉(zhuǎn)變 壓器可以分為壓器可以分為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器、線性旋轉(zhuǎn)變壓器線性旋轉(zhuǎn)變壓器、 特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器等。正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電等。正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電 壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正余弦函數(shù)關(guān)系，而線性旋轉(zhuǎn)變壓器壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正余弦函數(shù)關(guān)系，而線性旋轉(zhuǎn)變壓器 的輸出電壓在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正比。的輸出電壓在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正比。 可見，旋轉(zhuǎn)變壓器是將角度信號(hào)轉(zhuǎn)換成與其成某可見，旋轉(zhuǎn)變壓器是將角度信號(hào)轉(zhuǎn)換成與其成某 種函數(shù)關(guān)系

3、的電壓信號(hào)，其主要用途就是進(jìn)行三角函種函數(shù)關(guān)系的電壓信號(hào)，其主要用途就是進(jìn)行三角函 數(shù)計(jì)算、坐標(biāo)變換和角度數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?shù)計(jì)算、坐標(biāo)變換和角度數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -4- 第一節(jié)第一節(jié) 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器 一、基本結(jié)構(gòu)一、基本結(jié)構(gòu) 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組 補(bǔ)償繞組補(bǔ)償繞組 余弦輸出繞組余弦輸出繞組 正弦輸出繞組正弦輸出繞組 -5- 二、工作原理二、工作原理 1. 1. 空載運(yùn)行分析空載運(yùn)行分析 （1-1） 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 脈振磁場(chǎng) D 勵(lì)磁電壓 1 U 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) sin cos 2R2 2R1 EE E

4、E sin cos 1uR2 1uR1 EkE EkE 1 2 u E E k （1-3） 變比 -6- 與普通變壓器類似，可以忽略定子勵(lì)磁繞組的漏與普通變壓器類似，可以忽略定子勵(lì)磁繞組的漏 阻抗壓降，阻抗壓降，空載時(shí)空載時(shí)轉(zhuǎn)子輸出繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值轉(zhuǎn)子輸出繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值 上就等于輸出電壓，所以上就等于輸出電壓，所以 （1-4） 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 sin cos 1uR2 1uR1 UkU UkU 上式表明，旋轉(zhuǎn)變壓器空載時(shí)其輸出電壓分別是上式表明，旋轉(zhuǎn)變壓器空載時(shí)其輸出電壓分別是 轉(zhuǎn)角的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)，這樣轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)角的余弦函數(shù)和正弦函數(shù)，這樣轉(zhuǎn)子繞組R1-

5、R2R1-R2就稱就稱 為為余弦輸出繞組余弦輸出繞組，而，而繞組繞組R3-R4R3-R4稱為稱為正弦輸出繞組正弦輸出繞組。 -7- 2. 2. 負(fù)載運(yùn)行分析負(fù)載運(yùn)行分析 當(dāng)輸出繞組接了負(fù)載以后，其輸出電壓便不再是當(dāng)輸出繞組接了負(fù)載以后，其輸出電壓便不再是 轉(zhuǎn)角的正、余弦函數(shù)。例如在圖轉(zhuǎn)角的正、余弦函數(shù)。例如在圖1-21-2中，正弦輸出繞組中，正弦輸出繞組 R3-R4R3-R4接有負(fù)載，其輸出電壓如圖接有負(fù)載，其輸出電壓如圖1-31-3所示，它偏離了所示，它偏離了 期望的正弦值，這種現(xiàn)象稱為期望的正弦值，這種現(xiàn)象稱為輸出特性的畸變輸出特性的畸變。 畸變是必須消除的，下面首先分析畸變產(chǎn)生的原畸變是

6、必須消除的，下面首先分析畸變產(chǎn)生的原 因，然后介紹消除畸變的措施。因，然后介紹消除畸變的措施。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -8- 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 sin Ld cos Lq 主要原因主要原因 -9- 為了消除畸變，就必須設(shè)法消除交軸磁通的影響。為了消除畸變，就必須設(shè)法消除交軸磁通的影響。 消除的方法有兩種，即一次側(cè)補(bǔ)償和二次側(cè)補(bǔ)償。消除的方法有兩種，即一次側(cè)補(bǔ)償和二次側(cè)補(bǔ)償。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 2 Lqq2 coscos 2 q2q2 cosE q22 sinEE 破壞了輸出電壓隨轉(zhuǎn)角作正弦函數(shù)變化的關(guān)系。破壞了輸出電壓隨轉(zhuǎn)角作正弦函數(shù)變化的關(guān)系

7、。 -10- 3. 3. 畸變補(bǔ)償畸變補(bǔ)償 (1) (1) 一次側(cè)補(bǔ)償一次側(cè)補(bǔ)償 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -11- (2) (2) 二次側(cè)補(bǔ)償二次側(cè)補(bǔ)償 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -12- 第二節(jié)第二節(jié) 線性旋轉(zhuǎn)變壓器線性旋轉(zhuǎn)變壓器 線性旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓與轉(zhuǎn)角成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)線性旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓與轉(zhuǎn)角成正比。當(dāng)轉(zhuǎn) 角角很小時(shí)，很小時(shí)， 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 sin 1u1uR2 sinUkUkU（1-5） 當(dāng)轉(zhuǎn)角當(dāng)轉(zhuǎn)角較大時(shí)，這種線性函數(shù)關(guān)系便不再適用。較大時(shí)，這種線性函數(shù)關(guān)系便不再適用。 事實(shí)上，對(duì)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的連線進(jìn)行適當(dāng)改事實(shí)上，對(duì)正余弦旋轉(zhuǎn)變

8、壓器的連線進(jìn)行適當(dāng)改 接，可以得到較大轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)輸出電壓與轉(zhuǎn)角呈正比接，可以得到較大轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)輸出電壓與轉(zhuǎn)角呈正比 關(guān)系的線性旋轉(zhuǎn)變壓器。關(guān)系的線性旋轉(zhuǎn)變壓器。 -13- （1-10） 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 cos 1u11 EkEU sin 1uR2 EkU 1 u u R2 cos1 sin U k k U -14- 根據(jù)上式，當(dāng)電源電壓一定時(shí)，旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出根據(jù)上式，當(dāng)電源電壓一定時(shí)，旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出 電壓隨轉(zhuǎn)角電壓隨轉(zhuǎn)角的變化曲線如圖的變化曲線如圖1-71-7所示。所示。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 57. 056. 0 u k -15- 第三節(jié)第三節(jié) 特種函數(shù)

9、旋轉(zhuǎn)變壓器特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器* * 特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器是一種新型的旋轉(zhuǎn)變壓器，它特種函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器是一種新型的旋轉(zhuǎn)變壓器，它 可以實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)角成可以實(shí)現(xiàn)與轉(zhuǎn)角成正割函數(shù)正割函數(shù)、彈道函數(shù)彈道函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)對(duì)數(shù)函數(shù)等特等特 殊函數(shù)的電壓輸出，在裝置中可以替代體積龐大、結(jié)構(gòu)殊函數(shù)的電壓輸出，在裝置中可以替代體積龐大、結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、制造困難的凸輪和劈錐等機(jī)構(gòu)，也是自動(dòng)控制系復(fù)雜、制造困難的凸輪和劈錐等機(jī)構(gòu)，也是自動(dòng)控制系 統(tǒng)中使用較為廣泛的精密元件。統(tǒng)中使用較為廣泛的精密元件。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -16- 特殊函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)與正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器基特殊函數(shù)旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)與正余弦旋轉(zhuǎn)

10、變壓器基 本相同，它本相同，它采用一系列含有各次諧波的繞組采用一系列含有各次諧波的繞組，使諧波磁，使諧波磁 場(chǎng)產(chǎn)生的合成電動(dòng)勢(shì)在任意轉(zhuǎn)角位置時(shí)逼近給定函數(shù)，場(chǎng)產(chǎn)生的合成電動(dòng)勢(shì)在任意轉(zhuǎn)角位置時(shí)逼近給定函數(shù)， 從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓與轉(zhuǎn)角之間成任意函數(shù)的關(guān)系。從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓與轉(zhuǎn)角之間成任意函數(shù)的關(guān)系。 對(duì)于對(duì)于含有各次諧波的同心式不等匝繞組含有各次諧波的同心式不等匝繞組，根據(jù)疊加，根據(jù)疊加 原理和諧波分析的方法，在正弦分布繞組的基礎(chǔ)上得到原理和諧波分析的方法，在正弦分布繞組的基礎(chǔ)上得到 下列輸出電壓的表達(dá)式下列輸出電壓的表達(dá)式 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 ), 5 , 3 , 1(sin)(

11、kkEU k k （1-11） 1 2 w 2 1 ) 1(E k K E k k k -17- 輸出電壓的表達(dá)式是一個(gè)項(xiàng)數(shù)有限的只含輸出電壓的表達(dá)式是一個(gè)項(xiàng)數(shù)有限的只含奇次諧波奇次諧波 的正弦級(jí)數(shù)的正弦級(jí)數(shù)，只要適當(dāng)?shù)剡x取各項(xiàng)系數(shù)（即各次諧波繞，只要適當(dāng)?shù)剡x取各項(xiàng)系數(shù)（即各次諧波繞 組系數(shù)），就可以在范圍內(nèi)逼近任一給定函數(shù)。組系數(shù)），就可以在范圍內(nèi)逼近任一給定函數(shù)。 輸出電壓的相對(duì)值取為輸出電壓的相對(duì)值取為 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 （1-13） ), 5 , 3 , 1(sin )( )( )( m * kke F U U k k )( m F E e k k 給定函數(shù)最大值給定

12、函數(shù)最大值 -18- 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 輸出電壓與給定函數(shù)的相對(duì)誤差為輸出電壓與給定函數(shù)的相對(duì)誤差為 k k kef F UF sin)( )( )()( )( m （1-14） )( )( )( m F F f -19- 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 選取選取n n個(gè)轉(zhuǎn)角值，記下對(duì)應(yīng)的給定函數(shù)值，由式（個(gè)轉(zhuǎn)角值，記下對(duì)應(yīng)的給定函數(shù)值，由式（1-1- 1414）可以得到下面）可以得到下面n n個(gè)方程個(gè)方程 （1-15） )sin5sin3sinsin()()( )sin5sin3sinsin()()( )sin5sin3sinsin()()( )sin5sin3sins

13、in()()( 531 531 225232122 115131111 nnnnnn jjjjjj eeeef eeeef eeeef eeeef -20- 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 應(yīng)用最小二乘法，令相對(duì)誤差的平方和應(yīng)用最小二乘法，令相對(duì)誤差的平方和 最小，即令偏導(dǎo)數(shù)最小，即令偏導(dǎo)數(shù) ，由此得到方程組，由此得到方程組 （1-16） n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj n j jj eeef kekekekf e

14、eef eeef 11 3 1 1 1 11 3 1 1 1 11 3 1 1 1 11 3 1 1 1 sinsinsin3sinsinsinsin)( sinsinsin3sinsinsinsin)( 3sinsin3sin3sin3sinsin3sin)( sinsinsin3sinsinsinsin)( n j jj 1 2 )()( 0 )( k j e -21- 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 求解上述代數(shù)方程組，得到求解上述代數(shù)方程組，得到 。根據(jù)式。根據(jù)式 （1-121-12），可以計(jì)算出所需各次諧波的繞組系數(shù)），可以計(jì)算出所需各次諧波的繞組系數(shù) （1-17） eeee 5

15、31 , ), 5 , 3 , 1() 1( 1 2 2 1 w k e e kK k k k 進(jìn)而根據(jù)基波繞組的設(shè)計(jì)完成各次諧波繞組的設(shè)計(jì)。進(jìn)而根據(jù)基波繞組的設(shè)計(jì)完成各次諧波繞組的設(shè)計(jì)。 -22- 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 最后說明函數(shù)逼近時(shí)如何選取諧波項(xiàng)數(shù)最后說明函數(shù)逼近時(shí)如何選取諧波項(xiàng)數(shù)的問題。的問題。 上面是利用最小二乘法進(jìn)行函數(shù)逼近的，為使式（上面是利用最小二乘法進(jìn)行函數(shù)逼近的，為使式（1-161-16） 有解，欲求解的未知量有解，欲求解的未知量 的個(gè)數(shù)的個(gè)數(shù) 顯然應(yīng)顯然應(yīng) 小于給定函數(shù)所取的點(diǎn)數(shù)小于給定函數(shù)所取的點(diǎn)數(shù)n n，即要求，即要求 。另外，所能。另外，所能 選取的

16、諧波項(xiàng)數(shù)選取的諧波項(xiàng)數(shù)受到槽數(shù)限制，不可過多，否則齒諧受到槽數(shù)限制，不可過多，否則齒諧 波的影響不可忽略。因此，波的影響不可忽略。因此，項(xiàng)數(shù)項(xiàng)數(shù)不能隨意選取，不能隨意選取，值值 越大，函數(shù)逼近的計(jì)算精度就越高，但計(jì)算也越復(fù)雜，越大，函數(shù)逼近的計(jì)算精度就越高，但計(jì)算也越復(fù)雜， 齒諧波的影響也越嚴(yán)重。齒諧波的影響也越嚴(yán)重。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇值，值， 并通過與實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的對(duì)比進(jìn)行必要的修正。并通過與實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的對(duì)比進(jìn)行必要的修正。 eeee 531 , 2 1 n 2 1 -23- 第四節(jié)第四節(jié) 旋轉(zhuǎn)變壓器的選用旋轉(zhuǎn)變壓器的選用 一、旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)一、旋轉(zhuǎn)變壓器的主要技術(shù)

17、數(shù)據(jù) (1) (1) 額定電壓。額定電壓。 指勵(lì)磁繞組應(yīng)加的電壓，有指勵(lì)磁繞組應(yīng)加的電壓，有1212、 1616、2626、3636、6060、9090、110110、115115、220V220V等幾種。等幾種。 (2) (2) 額定頻率。額定頻率。 指勵(lì)磁電壓的頻率，有指勵(lì)磁電壓的頻率，有50Hz50Hz和和 400Hz400Hz兩種。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)自己的需要，一般工頻兩種。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)自己的需要，一般工頻50Hz50Hz 的使用起來比較方便，但性能會(huì)差一些，而的使用起來比較方便，但性能會(huì)差一些，而400Hz400Hz的性的性 能較好，但成本較高，故應(yīng)選擇性價(jià)比比較適中的產(chǎn)品。能較好，但成本

18、較高，故應(yīng)選擇性價(jià)比比較適中的產(chǎn)品。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -24- (3) (3) 變比。變比。指在規(guī)定的勵(lì)磁一方的勵(lì)磁繞組上加指在規(guī)定的勵(lì)磁一方的勵(lì)磁繞組上加 上額定頻率的額定電壓時(shí)，與勵(lì)磁繞組軸線一致的處上額定頻率的額定電壓時(shí)，與勵(lì)磁繞組軸線一致的處 于零位的非勵(lì)磁一方繞組的開路輸出電壓與勵(lì)磁電壓于零位的非勵(lì)磁一方繞組的開路輸出電壓與勵(lì)磁電壓 的比值，有的比值，有0.150.15、0.560.56、0.650.65、0.780.78、1.01.0和和2.02.0等幾等幾 種。種。 (4) (4) 輸出相位移。輸出相位移。 指輸出電壓與輸入電壓的相位指輸出電壓與輸入電壓的相位

19、 差。該值越小越好，一般約在差。該值越小越好，一般約在3 3l2l2電角度左右。電角度左右。 (5) (5) 開路輸入阻抗（空載輸入阻抗）。開路輸入阻抗（空載輸入阻抗）。 輸出繞組輸出繞組 開路時(shí)，從勵(lì)磁繞組看進(jìn)去的等效阻抗值。標(biāo)準(zhǔn)開路開路時(shí)，從勵(lì)磁繞組看進(jìn)去的等效阻抗值。標(biāo)準(zhǔn)開路 輸入阻抗有輸入阻抗有200200、400400、600600、10001000、20002000、30003000、40004000、 60006000和和1000010000等幾種。等幾種。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -25- 二、旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差和精度二、旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差和精度 1. 1. 旋轉(zhuǎn)變壓器

20、的誤差種類旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差種類 (1) (1) 函數(shù)誤差。函數(shù)誤差。 函數(shù)誤差是評(píng)價(jià)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓函數(shù)誤差是評(píng)價(jià)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓 器性能的主要指標(biāo)，器性能的主要指標(biāo)， 它是指旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁繞組加上它是指旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁繞組加上 額定電壓，補(bǔ)償繞組短路時(shí)，額定電壓，補(bǔ)償繞組短路時(shí)， 在不同的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角下，在不同的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角下， 兩個(gè)輸出繞組實(shí)際輸出特性和理想輸出特性間的最大兩個(gè)輸出繞組實(shí)際輸出特性和理想輸出特性間的最大 差值與理論上輸出電壓的最大值的百分比，其誤差范差值與理論上輸出電壓的最大值的百分比，其誤差范 圍一般為圍一般為0.02% 0.02% 0.1% 0.1% 。函數(shù)誤差直接影響作為解算。函數(shù)

21、誤差直接影響作為解算 元件的解算精度。元件的解算精度。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -26- (2) (2) 零位誤差。零位誤差。 零位誤差也是評(píng)價(jià)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓零位誤差也是評(píng)價(jià)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓 器性能的主要指標(biāo)，它是指旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁繞組加上額器性能的主要指標(biāo)，它是指旋轉(zhuǎn)變壓器勵(lì)磁繞組加上額 定電壓，補(bǔ)償繞組短路時(shí)，兩個(gè)輸出繞組的實(shí)際電氣零定電壓，補(bǔ)償繞組短路時(shí)，兩個(gè)輸出繞組的實(shí)際電氣零 位與理論電氣零位之差。以角分表示，誤差范圍一般為位與理論電氣零位之差。以角分表示，誤差范圍一般為 221010。零位誤差直接影響計(jì)算和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的。零位誤差直接影響計(jì)算和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的 精度。精度。

22、第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -27- (3) (3) 線性誤差。線性誤差。 線性誤差是評(píng)價(jià)線性旋轉(zhuǎn)變壓器線性誤差是評(píng)價(jià)線性旋轉(zhuǎn)變壓器 性能的主要指標(biāo)，性能的主要指標(biāo)， 它是指旋轉(zhuǎn)變壓器在一定的轉(zhuǎn)角范它是指旋轉(zhuǎn)變壓器在一定的轉(zhuǎn)角范 圍圍( (一般為一般為6060) )， 在采用線性旋轉(zhuǎn)變壓器方式接線在采用線性旋轉(zhuǎn)變壓器方式接線 時(shí)，時(shí)， 轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理想特性上所對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角的最大轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理想特性上所對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角的最大 差值。差值。 (4) (4) 電氣誤差。電氣誤差。 電氣誤差是評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)傳輸用旋轉(zhuǎn)電氣誤差是評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)傳輸用旋轉(zhuǎn) 變壓器性能的主要指標(biāo)，變壓器性能的主要指標(biāo)， 它是指轉(zhuǎn)子的

23、實(shí)際轉(zhuǎn)角與對(duì)它是指轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與對(duì) 應(yīng)的理論轉(zhuǎn)角之差，以累積誤差的形式表示。應(yīng)的理論轉(zhuǎn)角之差，以累積誤差的形式表示。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -28- 2. 2. 旋轉(zhuǎn)變壓器的精度等級(jí)旋轉(zhuǎn)變壓器的精度等級(jí) 旋轉(zhuǎn)變壓器的精度等級(jí)表示其所允許的誤差值。旋轉(zhuǎn)變壓器的精度等級(jí)表示其所允許的誤差值。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -29- 三、旋轉(zhuǎn)變壓器的使用原則三、旋轉(zhuǎn)變壓器的使用原則 (1) (1) 旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)盡可能在旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)盡可能在接近空載接近空載的狀態(tài)下工的狀態(tài)下工 作。因此，負(fù)載阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出阻抗。作。因此，負(fù)載阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出阻抗。 兩者的

24、比值越大，輸出電壓的畸變就越小。兩者的比值越大，輸出電壓的畸變就越小。 (2) (2) 使用時(shí)首先要準(zhǔn)確地使用時(shí)首先要準(zhǔn)確地調(diào)準(zhǔn)零位調(diào)準(zhǔn)零位，否則會(huì)增加，否則會(huì)增加 誤差，降低精度。誤差，降低精度。 (3) (3) 勵(lì)磁一方只用一相繞組時(shí)，另一相繞組應(yīng)該勵(lì)磁一方只用一相繞組時(shí)，另一相繞組應(yīng)該 短路短路或接一個(gè)與勵(lì)磁電源內(nèi)阻相等的阻抗。或接一個(gè)與勵(lì)磁電源內(nèi)阻相等的阻抗。 (4) (4) 勵(lì)磁一方兩相繞組同時(shí)勵(lì)磁時(shí)，即只能采用勵(lì)磁一方兩相繞組同時(shí)勵(lì)磁時(shí)，即只能采用 二次側(cè)補(bǔ)償方式時(shí)，兩相輸出繞組的二次側(cè)補(bǔ)償方式時(shí)，兩相輸出繞組的負(fù)載阻抗應(yīng)盡可負(fù)載阻抗應(yīng)盡可 能相等能相等。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器

25、旋轉(zhuǎn)變壓器 -30- 四、旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用實(shí)例四、旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用實(shí)例 1. 1. 解算元件解算元件 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 sin 122R UUU 1 2 arcsin U U 0 2R2 UUU -31- 2. 2. 感應(yīng)移相器感應(yīng)移相器 感應(yīng)移相器是在旋轉(zhuǎn)變壓器的基礎(chǔ)上演變而來的一感應(yīng)移相器是在旋轉(zhuǎn)變壓器的基礎(chǔ)上演變而來的一 種自控元件，其輸出電壓的幅值恒定，而種自控元件，其輸出電壓的幅值恒定，而相位角與轉(zhuǎn)子相位角與轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系，常用于測(cè)角、測(cè)距及隨動(dòng)系統(tǒng)中。，常用于測(cè)角、測(cè)距及隨動(dòng)系統(tǒng)中。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -32- 忽略繞組的漏阻

26、抗壓降，根據(jù)式（忽略繞組的漏阻抗壓降，根據(jù)式（1-11-1），可得轉(zhuǎn)），可得轉(zhuǎn) 子正余弦輸出繞組的電壓平衡方程子正余弦輸出繞組的電壓平衡方程 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 C IEU RIEU j 1 sin cos R222 R122 （1-20） C R E I j 1 )sin(cos2 R1 （1-21） R2R1 II -33- 選擇移相回路參數(shù)，選擇移相回路參數(shù)， 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 （1-22） （1-23） j1 1 )sin(cos 2 R1 R E I C R 1 )45( j 2 2 o 2 e E U 式（式（1-20） 當(dāng)忽略繞組漏阻抗壓降時(shí)，當(dāng)

27、忽略繞組漏阻抗壓降時(shí)， ， 因此上式表因此上式表 明，在滿足一定的參數(shù)配合關(guān)系時(shí)，輸出電壓明，在滿足一定的參數(shù)配合關(guān)系時(shí)，輸出電壓 的幅的幅 值保持不變，而相位角是轉(zhuǎn)角值保持不變，而相位角是轉(zhuǎn)角 的線性函數(shù)。的線性函數(shù)。 1 u 2 UkE 2 U -34- 當(dāng)感應(yīng)移相器外接負(fù)載時(shí)，為保持上述相位角的線當(dāng)感應(yīng)移相器外接負(fù)載時(shí)，為保持上述相位角的線 性關(guān)系，感應(yīng)移相器本身和外接電路的參數(shù)必須滿足性關(guān)系，感應(yīng)移相器本身和外接電路的參數(shù)必須滿足 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 （1-24） r2r2 r2r2 1 X C RR XR 感應(yīng)移相器本身感應(yīng)移相器本身 輸出阻抗的電阻分量輸出阻抗的電阻

28、分量 感應(yīng)移相器本身感應(yīng)移相器本身 輸出阻抗的電抗分量輸出阻抗的電抗分量 -35- 事實(shí)上，要滿足事實(shí)上，要滿足 的關(guān)系是比較困難的，的關(guān)系是比較困難的， 尤其在高頻尤其在高頻 移相器中移相器中 。為保證移相器的精度，。為保證移相器的精度， 可以在轉(zhuǎn)子正弦輸可以在轉(zhuǎn)子正弦輸 出繞組出繞組R3-R4支路中再串接一個(gè)補(bǔ)償電阻支路中再串接一個(gè)補(bǔ)償電阻Rc，如圖，如圖1-10所示，并所示，并 且滿足且滿足 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 r2r2 XR r2r2 XR 2rCr2 XRR -36- 感應(yīng)移相器可應(yīng)用于同步隨動(dòng)系統(tǒng)中，如圖感應(yīng)移相器可應(yīng)用于同步隨動(dòng)系統(tǒng)中，如圖1-111-11所示。所

29、示。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -37- 3. 3. 位置傳感器位置傳感器 在伺服系統(tǒng)中，往往需要實(shí)時(shí)地檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的在伺服系統(tǒng)中，往往需要實(shí)時(shí)地檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的 位置，包括轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位置和增量式位置，同時(shí)還需檢位置，包括轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位置和增量式位置，同時(shí)還需檢 測(cè)出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng)測(cè)出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)的高精度控制。機(jī)構(gòu)的高精度控制。 第一章第一章 旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器 -38- 本章小結(jié)本章小結(jié) 旋轉(zhuǎn)變壓器是一種輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成一定函旋轉(zhuǎn)變壓器是一種輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成一定函 數(shù)關(guān)系的特種變壓器，其一、二次側(cè)繞組分別裝在兩數(shù)關(guān)系的特種變壓器，其一、二次側(cè)繞組分別裝在兩 相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子上。本章主要介紹相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子上。本章主要介紹 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器、線性旋轉(zhuǎn)變壓器線性旋轉(zhuǎn)變