第四章旋转变压器§4-1概述旋转变压器是自动装置中较常用的精密控制电机。当旋转变压器的定子绕组施加单相交流电时，其转子绕组输出的电压与转子转角成正弦余弦关系或线性关系等函数关系。在自动控制系统中可以用作解算元件，实现坐标变换和三角运算等，在随动系统中，用来传输与角度对应的电信号，此外还可以用作移相器和角度-数字转换装置等等。一、旋转变压器分类1、按有无滑动接触分类接触式(多用)无接触式又分为有限转角和无限转角2、按极对数分类单极对数（多用）多极对数：主要用于电气变速的高精度双通道系统中3、按使用要求分类解算装置：正余弦旋转变压器输出电压与转子转角成正余弦函数关系线性旋转变压器输出电压与转子转角成线性关系比例式旋转变压器作为调整电压的比例元件特殊函数旋转变压器随动系统：旋转变压器发送机旋转变压器差动发送机旋变变压器二、旋转变压器结构旋转变压器结构与绕线式异步电动机类似。铁芯:定子、转子铁芯采用高磁导率的铁镍硅钢片冲叠而成;绕组：在定子铁芯和转子铁芯上分别安装有两个在空间上互相垂直的高精度正弦绕组；通常设计为2极，转子绕组经电刷和集电环引出。正余弦旋转变压器结构图如图所示。4-2正余弦旋转变压器一、正余弦旋转变压器的空载运行转子绕组输出的电压是转子转角的正余弦函数关系的旋转变压器叫正余弦旋转变压器。旋转变压器的定子铁芯槽中装有两套完全相同的绕组D1D2和D3D4，但在空间上相差90°。每套绕组的有效匝数为NS，其中D1D2为直轴绕组，D3D4绕组为交轴绕组。转子铁芯槽中也装有两套完全相同的绕组Z1Z2和Z3Z4和，在空间上也相差90°，每套绕组的有效匝数为Nr。转子上的输出绕组的轴线Z1Z2与定子的交轴之间的角度α叫做转子的转角。通常把交流电源Uf接入定子直轴绕组中，那么直轴绕组D1D2就成为励磁绕组，如果转子上的输出绕组开路，那么此时就是正余弦旋转变压器的空载运行，如图所示。励磁绕组D1D2通过交流电流If在气隙中建立一个正弦分布的脉振磁场ΦdfdfffEFIUdssfkfNjE44.4ffffZIEU若忽略励磁绕组的压降，则认为Uf=Ef。当Uf恒定时，可认为直轴磁通的幅值Φd为常数。输出绕组Z1Z2与交轴的夹角为α，故气隙磁场与输出绕组Z1Z2相交链的磁通为Φr1=Φdsinα。输出绕组Z3Z4的轴线与交轴的夹角为90°-α，那么气隙磁场与输出绕组Z3Z4相交链的磁通为Φr2=Φdcosα。据上述分析，气隙磁场Φd在励磁绕组中所感生的电动势为气隙磁通的两个分量Φr1和Φr2分别在输出绕组Z1Z2和Z3Z4中所感生的电动势为sin44.444.411drrrrrrkfNjkfNjEcos44.444.422drrrrrrkfNjkfNjEsinsin44.4sin44.41kkNkNkfNkfNEEssrrdssdrrfrcossin44.4cos44.42kkNkNkfNkfNEEssrrdssdrrfr输出绕组与励磁绕组的有效匝数比为Kμ。空载时有如果忽略励磁绕组和输出绕组的漏阻抗，则输出绕组的端电压分别为：sinsin110ffrrUkEkEUcoscos220ffrrUkEkEU输出绕组Z1Z2称为正弦绕组输出绕组Z3Z4称为余弦绕组二、正