今天,小編將在這篇文章中為大家?guī)硇D變壓器的有關報道,通過閱讀這篇文章,大家可以對旋轉變壓器具備清晰的認識,主要內容如下。
一、旋轉變壓器工作原理
旋轉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、副邊繞組是相對固定的,所以輸出電壓和輸入電壓之比是常數(shù),而旋轉變壓器的原邊、副邊繞組則隨轉子的角位移發(fā)生相對位置的改變,因而其輸出電壓的大小隨轉子角位移而發(fā)生變化,輸出繞組的電壓幅值與轉子轉角成正弦、余弦函數(shù)關系,或保持某一比例關系,或在一定轉角范圍內與轉角成線性關系。旋轉變壓器在同步隨動系統(tǒng)及數(shù)字隨動系統(tǒng)中可用于傳遞轉角或電信號;在解算裝置中可作為函數(shù)的解算之用,故也稱為解算器。
旋轉變壓器一般有兩極繞組和四極繞組兩種結構形式。兩極繞組旋轉變壓器的定子和轉子各有一對磁極,四極繞組則各有兩對磁極,主要用于高精度的檢測系統(tǒng)。除此之外,還有多極式旋轉變壓器,用于高精度絕對式檢測系統(tǒng)。
如用轉子繞組激磁,定子繞組輸出時表達式相同(只是k值不同)。采用不同接線方式或不同的繞組結構,可以獲得與轉角成不同函數(shù)關系的輸出電壓。采用不同的結構還可以制成彈道函數(shù)、圓函數(shù)、鋸齒波函數(shù)等特種用途的旋轉變壓器。
利用兩臺相同的正、余弦旋轉變壓器可組成單通道測角系統(tǒng)。一臺旋轉變壓器為發(fā)送機,另一臺為控制變壓器。發(fā)送機由交流電源激磁。旋轉變壓器的精度為6′,單通道系統(tǒng)的精度不小于6′。為了提高系統(tǒng)的控制精度,可采用雙通道測角系統(tǒng)。用四臺結構相同的旋轉變壓器,兩臺XZ1與XZ2組成粗通道測角系統(tǒng),另外兩臺XZ3與XZ4組成精通道測角系統(tǒng)。XZ1與XZ3、XZ2與XZ4分別通過升速比為i(i=15~30)的升速器相連接。當主令軸帶動粗通道的XZ1轉過θ1角時,精通道的XZ3將轉過iθ1角,XZ2與負載同軸,其轉角為θ2時,XZ4的轉角為iθ2。粗通道的輸出電壓Uc1=kUr sinδ,精通道XZ4的輸出電壓為Uc2=kUrsiniδ,式中δ=θ1-θ2。二者的輸出電壓經過粗精轉換器處理后再經放大裝置驅動負載。應用雙通道測角系統(tǒng)可組成雙通道伺服系統(tǒng),當誤差角δ較小時用精通道信號控制,誤差角δ較大時用粗通道信號控制。因此系統(tǒng)的控制精度最高可達3″~7″。為了減少減速器齒輪間隙造成的非線性誤差,可采用電氣變速式雙通道測角系統(tǒng),即采用多極旋轉變壓器。它是在一個機體內安裝單極和多極兩臺旋轉變壓器,而共用一根軸。用單極變壓器組成粗通道系統(tǒng),多極旋轉變壓器組成精通道系統(tǒng)。這樣既能提高精度又能簡化結構。
二、旋轉變壓器解碼
旋變解碼器就是將旋變信號(模擬量)轉換為系統(tǒng)可進行操作的角度和速度等數(shù)字量的裝置。采用正弦波參考信號激勵初級繞組會在次級繞組上產生兩路電磁感應差分輸出信號(正弦信號和余弦信號)。旋變數(shù)字轉換器(RDC)在旋變器和系統(tǒng)微處理器之間實現(xiàn)接口,采用這些正弦和余弦信號解碼電機軸的角位置和旋轉速度。
旋變解碼器分類:旋變解碼器分為硬旋變和軟旋變兩種類型,其中硬解碼指采用解碼芯片進行處理,軟解碼指占用CPU來處理信號。
硬旋變方案:即采用專用解碼芯片(比如常用的AD2S1200,AD2S1210)。
優(yōu)點:解碼芯片已經過專門設計,功能完善且不需要使用者去深入了解解碼過程;
缺點:成本較高(比如AD2S1210大約120元,AD2S1200大約300元,解碼芯片加上外圍電路的價格已經達到或接近主控DSP的價格水平)
軟旋變方案:是自己搭建采樣電路并配合軟件算法實現(xiàn)位置的解析。
優(yōu)點:成本低。
缺點:需要軟件和硬件配合起來才能實現(xiàn)解碼的功能,雖然軟旋變原理上并不復雜,在實際應用環(huán)境中由于干擾導致的旋變輸出正余弦信號的畸變等問題如何正確處理,要想得到好的解碼效果,還是有很多具體的問題需要解決的。
應用:基于解碼芯片的硬旋變解碼方案應該是工業(yè)界的主流(比如特斯拉很多車型還在用基于解碼芯片的方案),軟旋變很多單位都在研究,如中科院電工所,電動汽車技術研究發(fā)展中心等機構多年前已開始研究軟旋變的工程化問題,當前尚處于實驗室研制階段,雖然已有樣機作出來、性能與基于解碼芯片的方案基本相當,但是還未達到規(guī)?;瘧玫某潭取?
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