旋轉(zhuǎn)變壓器原理與應(yīng)用知識(shí)
一、旋轉(zhuǎn)變壓器簡(jiǎn)介
旋轉(zhuǎn)變壓器（Resolver）是一種電磁式傳感器，又稱(chēng)同步分解器。它是一種測(cè)量角度用的小型交流電動(dòng)機(jī)，用來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)軸角位移和角速度，由錠子和轉(zhuǎn)子組成。其中錠子繞組作為變壓器的原邊，接受勵(lì)磁電壓，勵(lì)磁頻率通常用400、3000及5000Hz等。轉(zhuǎn)子繞組作為變壓器的副邊，通過(guò)電磁耦合得到感應(yīng)電壓。旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理和普通變壓器基本相似，區(qū)別在于普通變壓器的原邊、副邊繞組是相對(duì)固定的，所以輸出電壓和輸入電壓之比是常數(shù)，而旋轉(zhuǎn)變壓器的原邊、副邊繞組則隨轉(zhuǎn)子的角位移發(fā)生相對(duì)位置的改變，因而其輸出電壓的大小隨轉(zhuǎn)子角位移而發(fā)生變化，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成正弦、余弦函數(shù)關(guān)系，或保持某一比例關(guān)系，或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角成線(xiàn)性關(guān)系。旋轉(zhuǎn)變壓器在同步隨動(dòng)系統(tǒng)及數(shù)字隨動(dòng)系統(tǒng)中可用于傳遞轉(zhuǎn)角或電信號(hào)；在解算裝置中可作為函數(shù)的解算之用，故也稱(chēng)為解算器。
旋轉(zhuǎn)變壓器一般有兩極繞組和四極繞組兩種結(jié)構(gòu)形式。兩極繞組旋轉(zhuǎn)變壓器的錠子和轉(zhuǎn)子各有一對(duì)磁極，四極繞組則各有兩隊(duì)磁極，主要用于高精度的檢測(cè)系統(tǒng)。除此之外，還有多極式旋轉(zhuǎn)變壓器，用于高精度絕對(duì)式檢測(cè)系統(tǒng)。
二、旋轉(zhuǎn)變壓器的分類(lèi)
按輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角間的函數(shù)關(guān)系，主要分三大類(lèi)旋轉(zhuǎn)變壓器：
1、正-余弦旋轉(zhuǎn)變壓器——其輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系成正弦或余弦函數(shù)關(guān)系。
2、線(xiàn)性旋轉(zhuǎn)變壓器——其輸出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成線(xiàn)性函數(shù)關(guān)系。 線(xiàn)性旋轉(zhuǎn)變壓器按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)又分成隱極式和凸極式兩種。
3、比例式旋轉(zhuǎn)變壓器——其輸出電壓與轉(zhuǎn)角成比例關(guān)系。
三、旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用
旋轉(zhuǎn)變壓器是一種精密角度、位置、速度檢測(cè)裝置，適用于所有使用旋轉(zhuǎn)編碼器的場(chǎng)合，特別是高溫、嚴(yán)寒、潮濕、高速、高震動(dòng)、強(qiáng)電磁干擾等旋轉(zhuǎn)編碼器無(wú)法正常工作的場(chǎng)合。由于旋轉(zhuǎn)變壓器以上特點(diǎn)，可完全替代光電編碼器，被廣泛應(yīng)用在伺服控制系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)、機(jī)械工具、 汽車(chē)、電力、冶金、紡織、印刷、航空航天、船舶、兵器、電子、冶金、礦山、油田、水利、化工、輕工、建筑等領(lǐng)域的角度、位置檢測(cè)系統(tǒng)中。也可用于坐標(biāo)變換、三角運(yùn)算和角度數(shù)據(jù)傳輸、作為兩相移相器用在角度-數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置中。
四、常用的反饋元件比較
不管采用何種方式，在電動(dòng)機(jī)參與傳動(dòng)時(shí)都需要速度反饋，控制器接收到速度反饋信號(hào)后控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將車(chē)速穩(wěn)定在目標(biāo)速度， 也可以根據(jù)速度選擇傳動(dòng)方式。
常用的速度反饋元件有旋轉(zhuǎn)編碼器，霍爾速度傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器（簡(jiǎn)稱(chēng)旋變）。
從功能上來(lái)講，三者都能完成速度反饋的功能，但是編碼器由于碼盤(pán)防護(hù)等級(jí)不高，容易震壞，雖然有較高的分辨率，但是維修頻率高，從而影響整臺(tái)車(chē)質(zhì)量可靠性；霍爾速度傳感器價(jià)格便宜、但是分辨率低，使得控制精度受到限制，而且霍爾元件長(zhǎng)時(shí)間受熱后磁性會(huì)減弱，所以使用壽命不長(zhǎng)；旋轉(zhuǎn)變壓器由于轉(zhuǎn)子和定子分離，無(wú)接觸，而且采用無(wú)刷設(shè)計(jì)，所以有很高的防護(hù)等級(jí)，能耐高強(qiáng)度的震動(dòng)，不怕水和油污，使用壽命可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，另外采用專(zhuān)用的轉(zhuǎn)換芯片解碼，可以將旋變輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，有和旋轉(zhuǎn)編碼器相當(dāng)?shù)慕獯a精度。