一雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的組成
旋轉(zhuǎn)變壓器廣泛應(yīng)用于角度位置的測量,對(duì)于航空航天、船舶、兵器、精密機(jī)械等需求高精度控制的領(lǐng)域,雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)運(yùn)而生。
雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器由單對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器和多級(jí)旋轉(zhuǎn)變壓器組合構(gòu)成(基本都為正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器),設(shè)計(jì)在同一套定、轉(zhuǎn)子鐵心中,而分別有自己的單極繞組和多極繞組。其中的單對(duì)極(兩極)旋轉(zhuǎn)變壓器因?yàn)闇y量精度低,被稱為粗通道、粗機(jī),多級(jí)旋轉(zhuǎn)變壓器因?yàn)闇y量精度高,被稱為精通道、精機(jī)。通過粗機(jī)、精機(jī)組合完成360°機(jī)械角度的高精度測量,它可以使檢測角度位置精度從角分級(jí)提高到角秒級(jí)。雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器電氣原理圖如圖1所示。
圖1 雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器電氣原理圖
R1R3為粗機(jī)原邊勵(lì)磁輸入,S2S4 、S1S3是粗機(jī)副邊正余弦電壓輸出。R5R7為精機(jī)原邊勵(lì)磁輸入,S6S8、S5S7是精機(jī)副邊正余弦電壓輸出。
二雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器高精度的原理
多對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器和單對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理一樣,只是輸出電壓的周期不同而已。例如單對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器和P對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器,當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周360°時(shí),單對(duì)極旋變輸出電壓的周期為360°,P對(duì)極旋變輸出電壓的周期為360°/P。也就是說,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械角度θ,精機(jī)輸出信號(hào)的電氣角度為Pθ。
即:電氣角=極對(duì)數(shù)P*機(jī)械角θ
多極旋轉(zhuǎn)變壓器把電氣角度放大了P倍,提高了對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度的分辨率,這樣就大大提高了由多極旋變組成的雙通道轉(zhuǎn)變壓器測角精度。
三雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器電壓輸出方程
當(dāng)原邊勵(lì)磁電壓為Um時(shí)(粗機(jī)、精機(jī)共勵(lì)磁輸入)。
粗機(jī)副邊輸出電壓:
US1S3=K1*Um* cosθc
US2S4=K1*Um* sinθc
精機(jī)副邊輸出電壓:
US5S7=KP*Um* cosPθj
US6S8=KP*Um* sinPθj
θc為粗機(jī)測量角度;
θj為精機(jī)測量角度;
K1為粗機(jī)變壓比;
KP為精機(jī)變壓比;
一般粗機(jī)、精機(jī)變壓比K1=KP。
粗角度位置測量由單對(duì)極旋轉(zhuǎn)變壓器完成,精角度位置測量由多極旋轉(zhuǎn)變壓器完成,當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),粗、精機(jī)副邊的輸出電壓是一個(gè)與原邊勵(lì)磁電壓相同頻率的信號(hào),其幅值隨著定、轉(zhuǎn)子之間角度變化呈正余弦變化。
四雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的檢驗(yàn)
按照國家標(biāo)準(zhǔn)提供的試驗(yàn)方法,一般需要選頻電壓表、相敏指零儀、寬頻電流表、感應(yīng)分壓器、可調(diào)電阻、可調(diào)電容、移相器、功率表等電參數(shù)測試儀表,還需要陪試的旋轉(zhuǎn)變壓器。
雙通道旋轉(zhuǎn)變壓器的測量精度高,對(duì)檢試驗(yàn)需求的儀器儀表提出了更高的要求。
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