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数控机床厂旋转变压器的工作原理与工作方式
日期：2011年07月22 来源：沈阳第一机床厂 关键字：数控机床厂
数控机床厂旋转变压器根据互感原理工作，定子与转子之间气隙磁通分布呈正／余弦规律。当定子加上一定频率的激磁电压时(为交变电压，频率为2—4kHz)，通过电磁耦合，辖子绕组产生感应电势，其输出电压的大小取决于定子和转子两个绕组轴线在空间的相对位置。两者平行时感应电势最大，两者垂直时，感应电势为零。
数控机床厂旋转变压器在结构上保证了转子绕组中的感应电压随转子的转角以正弦规律变化。数控机床厂当转子绕组中接以负载时，其绕组中便有正弦感应电流通过，该电流所产生的交变磁通将使定子和转子间的气隙中的合成磁通畸变，从而使转子绕组中输JH{电压也发生畸变。数控机床厂为了克服上述缺点，通常采用正弦、余弦旋转变压器，其定子和转子绕组均由两个匝数相等，且相互垂直的绕组构成。数控机床厂一个转子绕组作为输出信号，另一个转子绕组接高阻抗作为补偿。若将定子中的一个绕组短接而另一个绕组通以单相交流电压Ut—L's．岫￡，则在转子的两个绕组中得到的输出感应电压分别为：
Uzn一kUicos0 - kU。、刚r蛐fCose
U2.= kUlsin0= kU.、sincut sin6
数控机床厂若把转子的一个绕组短接，而定子的两个绕组分别通以励磁电压，应用叠加原理，可得到两种典型的工作方式。
①鉴相工作方式。给定子的两个绕组分别通以等幅、等频，但相位相差。/2的交流励磁电压，即：
U】，一U。s,inwt
Uk= Umcoscot—U.sin(wt +7r/2)
则转子中的感应电压应为这两个电压的代数和即
U,一UlssinO+Ukcos0= kUm.sined￡sin0十kUmc.scntcos0=kU,cos(cyt-日)
(4—9)
式中：U.．一一激磁电压幅值；
k-电磁耦合系数，k<l;
扣—相位角，即转子偏转角。
同理，假如转子逆向转动，可得
U2= kUn cos(wt+口) （4一10）
转子输出电压的相位角和转子的偏转角之间有=严格的对应关系，这样，我们只要检测出转子输出电压的相位角，就可知道转子的=转角。由于旋转变压器的转于是和被测轴连接在一起的，故被测轴的角位移也就=测到了。
②鉴幅工作方式a给定子的两个绕组分别通以等频、等相，但幅值不同的交流励磁电压，即
U；—Ums[nasincnt
Ul。-U。cosa smcnt
此时，则转绕组感应电压为
U2—Ul,sin口十Ukcos6= kU, sinasincntsinO+kUm cososinwtcos0
= kU,c.s(a - O)sinO)t(4-11)
网理，如果转子逆向转动，可得
U,= kU,cos(a +O)sincyt (4-12)
由式( 4-11)、式(4-12)可趴看出，转子感应电压的幅值随转子的偏转角o而变化，测量出幅值即可求得转角口。
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