旋转变压器的结构和工作原理

图1 旋转变压器的绕组
旋转变压器是一种角度测量元件，在结构上与两相绕线式异步小型交流电动机相似，由定子和转子组成，有无刷和有刷两种类型。使用最多的是无刷旋转变压器，其结构如图所示，它由两大部分组成，一部分是分解器，分解器有定子与转子，定子与转子上分别绕有两相交流分布绕组，两绕组的轴线相互垂直。另一部分是变压器，它的一次线圈绕在与分解器转子轴同轴线的变压器转子上，与转子轴一起旋转，一次线圈与分解器转子的一个绕组并联相接，分解器转子的另一个绕组与高阻抗相接。变压器的二次线圈绕在与转子同心的定子线轴上。二次线圈的线端引出输出信号。
无刷旋转变压器的工作可靠性高，寿命长，不用维修，而且输出信号强。

图2 有刷式旋转变压器和无刷式旋转变压器
原 理
旋转变压器在结构上与两相绕组式异步电机相似，由定子和转子组成。当以一定频率（频率通常为400Hz、500Hz、1000Hz及5000Hz等几种）的激磁电压加于定子绕组时，转子绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或在一定转角范围内与转角成正比关系。前一种旋转变压器称为正余弦旋转变压器，适用于大角位移的绝对测量；后一种称为线性旋转变压器，适用于小角位移的相对测量。
旋转变压器是根据电磁互感原理工作的，它在结构设计与制造上保证了定子与转子之间空气间隙内磁通分布呈正弦规律。其中定子绕组作为变压器的一次侧，为变压器的原边，接受励磁电压，励磁频率通常用400 Hz、500 Hz、3000 Hz及5000 Hz。转子绕组作为变压器的二次侧，是变压器的副边。当定子绕组加上交流励磁电压时，通过电磁耦合在转子绕组中产生的感应电动势，其输出电压的大小取决于定子与转子两个绕组轴线在空间的相对位置，两者平行时互感最大，二次侧的感应电动势也最大；两者垂直时互感的电感量为零，感应电动势也为零。