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第六章 旋转变压器 主要内容 旋转变压器 正余玄旋转变压器的结构特点 正余玄旋转变压器的工作原理 线性旋转变压器 旋转变压器的应用 重点与难点 旋转变压器的工作原理 旋转变压器 旋转变压器： 原理上：类似于变压器，幅边绕组输出正弦交变电势，其幅值与转子旋转角度有关　UO=f(θ) 结构上：类似于交流电机，定转子铁心绕两相对称绕组差90 ° 总结：能转动的变压器 旋转变压器的分类 正余玄旋转变压器： UO=f (sin θ) 线性旋转变压器： UO=k θ 比例式旋转变压器： UO=f (sin θ) 旋转变压器的作用 能将转角转换成与转角成某种函数关系的信号电压用以进行坐标变换、三角函数运算和角度数据传输、信号转换。 正余玄旋转变压器的结构特点 正余弦旋转变压器的结构特点 结构上类似于交流电机，但定转子绕组为两相对称绕组。 定子 铁心：电工硅钢片叠成，内圆分布齿槽。 绕组：两相对称分布绕组，在空间上互成90 °相位角度。激磁绕组 转子 铁心：电工硅钢片叠成，内圆分布齿槽。 绕组：两相对称分布绕组，在空间上互成90 °相位角度。输出绕组 电刷和滑环 正余玄旋转变压器的工作原理 主要内容 空载时的旋转变压器 负载时的旋转变压器 旋转变压器的补偿问题 分析方法 以电流（绕组）--磁场（正玄交变）--电势（绕组）为主线，分析旋转变压器工作时转子绕组电势与转子旋转角度θ之间的关系UO=f (sin θ)。 空载时的旋转变压器 空载条件 D3-D4开路； D1-D2加电源Us1 Z1-Z2； Z3-Z4开路 磁场情况 D1-D2相单相绕组+正玄交变电流产生脉振磁场。 Z1-Z2、 Z3-Z4、D3-D4无电流，不产生磁场 总结：由定子绕组D1-D2的电流在旋转变压器的气隙中产生脉振磁场 绕组电势 空载时的旋转变压器 空载条件 磁场情况 绕组电势 磁场：在绕组轴线方向铰链绕组的磁场在绕组上产生感应电势 激磁绕组电势： D1-D2：ED =4.44wDf?D 输出绕组电势 Z1-Z2：ER1=ERcos θ Z3-Z4：ER2=ERcos (θ+90 °)= -ERsin θ ER：磁场和输出绕组轴线重合时磁通?D在输出绕组上产生的感应电势, ER =4.44wRf?D 变比：ku=ER/ ED =wR/wD ER1= ku ED cos θ≈ ku Us1 cos θ ER2= -ku ED sin θ≈-ku Us1 sin θ 负载时的旋转变压器 负载运行：Z3-Z4接负载ZL，有负载电流IR2 磁场情况： 激磁电流磁场BD 负载电流磁场BZ 合成磁场 ΣBd=BD+BZd=Bj（ Bj：空载时的激磁磁场） ΣBq= BZq= BZCOS θ 输出绕组电势： ER2d= -ERsin θ， ER =4.44wRf?D ，(Bj—?D) ER2q= 4.44wRf?q34 ?q34= ?zq COS θ = ?z COS2 θ ，(BZ —?z ) ER2q∝ BZ COS2 θ 输出特性畸变 负载时的旋转变压器 负载运行 磁场情况 输出绕组电势 输出特性畸变 输出电压UR2= ER2d- ER2q ER2d = -ku Us1 sin θ ∝ BjCOS θ ER2q ∝ BZ COS2 θ BZ ∝ IR2 ER2q ∝ IR2 COS2 θ 总结： 旋转变压器的补偿 副边补偿 补偿方法： 副边绕组对称 接对称负载， ZL‘= ZL 补偿原理： Bz1q=Bz1 sin θ； Bz2q=Bz2 cos θ； ER1= ku Us1 cos θ；ER2= --ku Us1 sin θ，且绕组对称， Bz1 ∝ cos θ； Bz2 ∝ sin θ； Bz1q ∝ sin θ cos θ； Bz2q ∝ sin θ cos θ 结论：两副边绕组电流产生的交轴磁场相互抵消为零 原边补偿 原副边补偿 旋转变压器的补偿 副边补偿 原边补偿 补偿方法： D3-D4接阻抗或短接，Z1-Z2开路， Z3-Z4接负载 补偿原理： Bzq在D3-D4绕组轴线方向， D3-D4绕组有电势及电流，并产生磁场BDq BDq ≈ Bzq，相互抵消。 Z=激磁电源内阻抗Z* 原副边补偿 旋转变压器的补偿 副边补偿 原边补偿 原副边补偿 副边补偿的缺点：ZL‘= ZL，负载变化时难以实现 原边补偿：误差大 补偿方法：原副边同时补偿 线性旋转变压器 正余玄旋转变压器： 正余玄旋转变压器输出特性：Uo= -ku sinθ θ很小时 ，sinθ≈θ，Uo ∝θ；但θ较大时， sinθ和θ差值较大，非线性。 线性旋转变压器输出特性：Uo=kθ 线性旋转变压器：改变正余玄旋转变压器的连接方式使其在较大范围线性化。 联接方式：(如右图） D1-D2