旋转变压器和感应同步器概述课件.ppt
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- 旋转 变压器 感应 同步器 概述 课件
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1、 4.4 4.4 旋转变压器和感应同步器旋转变压器和感应同步器4.4.1 旋转变压器的结构和工作原理旋转变压器的结构和工作原理 旋转变压器是基于互感原理工作的,当旋转变压器的一次侧施加一定的交流电压励磁时,其二次侧的输出电压将与转子转角严格保持某种函数关系,一般用于精度要求不高的机床。其特点是坚固、耐热和耐冲击,抗振性好。它在结构上与绕线转子异步电动机相似,由定子和转子组成,励磁电压接到定子绕组上,励磁频率通常为400Hz、500Hz、1000Hz及 5000Hz。1结构组成结构组成 从转子感应电压的输出方式来看,旋转变压器分为有刷和无刷两种类型。在有刷结构中,转子绕组的端点通过电刷和滑环引出
2、。目前数控机床常用的是无刷旋转变压器,其结构如图 4-18所示。4.4 4.4 旋转变压器和感应同步器旋转变压器和感应同步器图图4-18 无刷旋转变压器结构无刷旋转变压器结构1-壳体壳体 2-转子轴转子轴 3-旋转变压器定子旋转变压器定子 4-旋转变压器转子旋转变压器转子 5-变压器定子变压器定子 6-变压器转子变压器转子 7-变压器一次绕组变压器一次绕组 8-变压器二次绕组变压器二次绕组无刷旋转变压器由两部分组成:一部分称为分解器,由旋转变压器的定子和转子组成;另一部分称为变压器,用它取代电刷和滑环,其一次绕组与分解器的转子轴固定在一起,与转子轴一起旋转。分解器中的转子输出信号接在变压器的一
3、次绕组上,变压器的二次绕组与分解器中的定子一样固定在旋转变压器的壳体上。工作时,分解器的定子绕组外加励磁电压,转子绕组即耦合出与偏转角相关的感应电压,此信号接在变压器的一次绕组上,经耦合由变压器的二次绕组输出。4.4 4.4 旋转变压器和感应同步器旋转变压器和感应同步器2工作原理工作原理 实际应用的旋转变压器为正、余弦旋转变压器,其定子和转子各有相互垂直的两个绕组,如图4-19所示为正、余弦旋转变压器原理图。定子上的两个绕组分别为正弦绕组和余弦绕组,励磁电压用Us和Uc表示,转子绕组中一个绕组为输出电压U2,另一个绕组短接。定子绕组通入不同的励磁电压,可得到鉴相型 和鉴幅型两种工作方式。图图4
4、-19 正、余弦旋转变压器原理图正、余弦旋转变压器原理图 4.4 4.4 旋转变压器和感应同步器旋转变压器和感应同步器1)鉴相型工作方式定子的正、余弦绕组分别通入同幅、同频,但相位差为/2的交流励磁电压,即 Us=Um sint Uc=Umsin(t+/2)=Um cost当转子正转时这两个励磁电压在转子绕组中产生了感应电压,经叠加,在转子中的感应电压为 4.4 4.4 旋转变压器和感应同步器旋转变压器和感应同步器cossin2csUUUcoscossinsin2tKUtKUUmm)cos(2tKUUm (4-6)式中:Um励磁电压幅值;k电磁耦合系数,k1;相位角(转子偏转角)。同理,当转子
5、反转时,可得)cos(2tKUUm (4-7)(4-7)由式(4-6)、(4-7)式可以看出,转子输出电压的相位角和转子的偏转角之间有严格的对应关系,只要检测出转子输出电压的相位角,就可知道转子的偏转角。由于旋转变压器的转子是和被测轴连接在一起的,故被测轴的角位移也就得到了。4.4 4.4 旋转变压器和感应同步器旋转变压器和感应同步器2)鉴幅型工作方式给定子的正、余弦绕组分别通以同频率、同相位,但幅值分别按正弦、余弦规律变化的交流励磁电压,即 Us=Um sinsintUc=Um cossint Um sin、Um cos分别为励磁电压的幅值 式中:给定电气转角。当转子正转时,由于Us、Uc
6、的共同作用,经叠加,在转子上的感应电压为U2=KUmcos(-)sint (4-8)同理,转子反转时,可得U2=KUmcos(+)sint (4-9)式(4-8)、(4-9)中,kUmcos(-)、kUmcos(+)为感应电压的幅值。由式式(4-8)、(4-9)可以看出,转子感应电压的幅值随转子的偏转角而变化,测量出幅值即可求得偏转角,从而获得被测轴的角位移。4.4 4.4 旋转变压器和感应同步器旋转变压器和感应同步器4.4.2 感应同步器的结构和工作原理感应同步器的结构和工作原理1结构组成结构组成 感应同步器也是一种电磁式位置检测传感器,按结构组成可分为旋转式和直线式两种。主要部件由定尺和滑
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