电驱动车用旋转变压器发展与应用技术课程讲义.pdf

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1、旋转变压器介绍--分析介绍国内外旋变技术发展状况，并分析旋变工作机理，介绍国内旋变应用情况曲家琪2010.9.6上海电驱动有限公司1ShanghaiEdriveCo.,Ltd.目录⒈概述（发展、应用、结构和分类）⒉旋转变压器的工作原理（旋变角度伺服系统、旋变工作原理和作为测角元件）⒊旋转变压器的主要参数和性能指标⒋旋转变压器的信号变换⒌几种类型旋转变压器的比较⒍旋转变压器的应用中若干问题（注意事项和问题分析）上海电驱动有限公司2ShanghaiEdriveCo.,Ltd.⒈概述⒈⒈旋转变压器的发展⒈⒈⒈用途的变化⒈⒈⒉结构、

2、原理的发展变化⒈⒉旋转变压器的应用⒈⒊旋转变压器的分类和结构⒈⒊⒈旋转变压器的分类⒈⒊⒉旋转变压器的结构上海电驱动有限公司3ShanghaiEdriveCo.,Ltd.⒈⒈旋转变压器的发展⒈⒈⒈用途的变化早期——用于计算解答装置中，模拟计算机中的主要组成部分之一。输出某种函数变化的电气信号：正弦、余弦、线性，特殊函数。60年代起，逐渐用于伺服系统，角度信号的产生和检测元件。四线自整角机。特别是，高精度的双通道、双速系统中。俄语称作“旋转变压器”。英文称作“resolver”，“解算器”或“分解器”。上海电驱动有限公司4S

3、hanghaiEdriveCo.,Ltd.●常用角度位置传感元件：光学编码器、磁性编码器和旋转变压器。磁性编码器应用不普及。光学编码器——脉冲，天然数字量，数据处理方便，应用广泛。旋变——由于信号处理电路复杂，价格较贵，应用受限。但可靠性好，足够精度，多用于军事、航天、航空、航海等。上海电驱动有限公司5ShanghaiEdriveCo.,Ltd.电子技术发展以后，元器件集成度↑，价格↓；信号处理技术进步，信号处理电路变得简单、可靠，价格↓。软件解码，信号处理→灵活、方便。得到了更大应用。和光学编码器相比，旋变优点：①可靠性，

4、抗恶劣环境条件；②运行在更高的转速下。（输出12bit下，电动机转速可达60,000rpm。光学编码器，200kHz以下，在12bit时，速度3,000rpm）；③绝对值信号数据输出。上海电驱动有限公司6ShanghaiEdriveCo.,Ltd.⒈⒈⒉结构、原理的发展变化①从可靠性和精度的要求，有刷→无刷，单极→多极（单通道→多通道、粗机→精机）②环形变压器式、磁阻式上海电驱动有限公司7ShanghaiEdriveCo.,Ltd.⒈⒉旋转变压器的应用传统的、要求可靠性高——军用、航空航天领域。工业、交通、民用领域日益广泛

5、应用。特别是，工业自动化水平↑、随着节能减排的要求↑、效率要求↑——永磁交流电动机应用↑，其位置传感器——旋变。家电中，冰箱、空调、洗衣机，采用的是正弦波控制的永磁交流电动机。电动汽车中，光编→旋变，驱动用电动机和发电机的位置传感、电动助力方向盘电机的位置速度传感、燃气阀角度测量、真空室传送器角度位置测量等等。塑压系统、纺织系统、冶金系统以及其他领域里，伺服系统中关键部件伺服电动机上，用旋转变压器。旋转变压器的应用已经成为一种趋势。上海电驱动有限公司8ShanghaiEdriveCo.,Ltd.⒈⒊旋转变压器的分类和结构分

6、类的几种原则：①在系统中的作用，②信号变化的极对数，③结构原理和形式。⒈⒊⒈旋转变压器的分类1）按在系统中的作用XF—旋变发送机，XB—旋变变压器。发送机发送与机械转角有关的、作一定函数关系变化的电气信号；旋变变压器接受这个信号、并产生和输出一个与双方机械转角之差有关的电气信号。经放大，驱动伺服电动机旋转，直至达到和发送机方一直的角位置。上海电驱动有限公司9ShanghaiEdriveCo.,Ltd.FααBXFS1S1R1XBR1R4S4S4伺服驱动控制器R2S2S2R2电动机U1S3S3R3变速齿轮图1旋转变压器角度位置

7、伺服控制系统上海电驱动有限公司10ShanghaiEdriveCo.,Ltd.2）按信号变化的极对数单极旋转变压器——输出的电信号随机械转角作一个周期的变化，精度一般在（5～15）角分（′）；多极旋转变压器——输出的电信号随机械转角作多个周期的变化单极旋转变压器的之内，精度数十角秒（″）至几角秒；双通道系统——机械双通道系统（齿轮变速）和电双通道系统（单极和多极），不同通道不同精度；机械变速难低于1′，电双速根据多极的精度；上海电驱动有限公司11ShanghaiEdriveCo.,Ltd.3）按结构原理根据转子电信号引

8、进、引出的方式：有刷旋转变压器和无刷旋转变压器。有刷旋转变压器——定、转子都有绕组。转子绕组电信号——通过滑环和电刷引进或引出目前应用很少无刷旋转变压器——①环变式无刷旋变，②磁阻式旋变。上海电驱动有限公司12ShanghaiEdriveCo.,Ltd.⒈⒊⒉旋转变压器的结构有刷旋转变压