[科普中国]-XZ旋转变压器

XZ旋转变压器是一种输出电压与转子转角保持一定函数关系的感应式微电机。它是一种将角位移转换为电信号的位移传感器，也是能进行坐标换算和函数运算的解算元件。旋转变压器广泛应用在民用和军事工程的伺服系统中作为测角元件、坐标变换元件和解算装置。

简介XZ旋转变压器是一种输出电压与转子转角保持一定函数关系的感应式微电机。它是一种将角位移转换为电信号的位移传感器，也是能进行坐标换算和函数运算的解算元件。旋转变压器广泛应用在民用和军事工程的伺服系统中作为测角元件、坐标变换元件和解算装置1。

结构旋转变压器的结构与两相线绕式异步电动机相似。在定、转子铁芯槽内分别嵌装两组轴线互相垂直的分布式绕组。为减小体积，铁芯常采用坡莫合金等高磁导率材料叠装而成。转子绕组通过滑环、电刷引出接线的为接触式旋转变压器；用环形变应器耦合到定子上引出接线的为无接触式旋转变压器。后者没有接触摩擦和无线电干扰1。

工作原理定子绕组D1-D2接交流电源激磁，转子绕组Z1－Z2接负载ZL（图1）。当主令轴带动转子转过θ角时,转子各绕组中产生的感应电压分别为

式中k为一相定、转子绕组的有效匝数比（变比）。如用转子绕组激磁,定子绕组输出时表达式相同（只是k值不同）。采用不同接线方式或不同的绕组结构，可以获得与转角成不同函数关系的输出电压。采用不同的结构还可以制成弹道函数、圆函数、锯齿波函数等特种用途的旋转变压器。

利用两台相同的正、余弦旋转变压器可组成单通道测角系统。一台旋转变压器为发送机,另一台为控制变压器。发送机由交流电源激磁。旋转变压器的精度为6′,单通道系统的精度不小于6′。为了提高系统的控制精度,可采用双通道测角系统用四台结构相同的旋转变压器,两台XZ1与XZ2组成粗通道测角系统,另外两台XZ3与XZ4组成精通道测角系统。XZ1与XZ3、XZ2与XZ4分别通过升速比为i(i=15～30)的升速器相连接。当主令轴带动粗通道的XZ1转过θ1角时，精通道的XZ3将转过iθ1角，XZ2与负载同轴，其转角为θ2时，XZ4的转角为 iθ2。粗通道的输出电压Uc1=kUr sin δ，精通道XZ4的输出电压为Uc2=kUrsin iδ,式中δ=θ1－θ2。二者的输出电压经过粗精转换器处理后再经放大装置驱动负载。应用双通道测角系统可组成双通道伺服系统,当误差角δ较小时用精通道信号控制,误差角δ较大时用粗通道信号控制。因此系统的控制精度最高可达3″～7″1。

多极旋转变压器为了减少减速器齿轮间隙造成的非线性误差，可采用电气变速式双通道测角系统，即采用多极旋转变压器。它是在一个机体内安装单极和多极两台旋转变压器，而共用一根轴。用单极变压器组成粗通道系统，多极旋转变压器组成精通道系统。这样既能提高精度又能简化结构1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学