旋轉變壓器原理與應用知識
一、旋轉變壓器簡介
旋轉變壓器（Resolver）是一種電磁式傳感器，又稱同步分解器。它是一種測量角度用的小型交流電動機，用來測量旋轉物體的轉軸角位移和角速度，由錠子和轉子組成。其中錠子繞組作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓，勵磁頻率通常用400、3000及5000Hz等。轉子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應電壓。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錠子和轉子各有一對磁極，四極繞組則各有兩隊磁極，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)。
二、旋轉變壓器的分類
按輸出電壓與轉子轉角間的函數(shù)關系，主要分三大類旋轉變壓器：
1、正-余弦旋轉變壓器——其輸出電壓與轉子轉角的函數(shù)關系成正弦或余弦函數(shù)關系。
2、線性旋轉變壓器——其輸出電壓與轉子轉角成線性函數(shù)關系。 線性旋轉變壓器按轉子結構又分成隱極式和凸極式兩種。
3、比例式旋轉變壓器——其輸出電壓與轉角成比例關系。
三、旋轉變壓器的應用
旋轉變壓器是一種精密角度、位置、速度檢測裝置，適用于所有使用旋轉編碼器的場合，特別是高溫、嚴寒、潮濕、高速、高震動、強電磁干擾等旋轉編碼器無法正常工作的場合。由于旋轉變壓器以上特點，可完全替代光電編碼器，被廣泛應用在伺服控制系統(tǒng)、機器人系統(tǒng)、機械工具、 汽車、電力、冶金、紡織、印刷、航空航天、船舶、兵器、電子、冶金、礦山、油田、水利、化工、輕工、建筑等領域的角度、位置檢測系統(tǒng)中。也可用于坐標變換、三角運算和角度數(shù)據(jù)傳輸、作為兩相移相器用在角度-數(shù)字轉換裝置中。
四、常用的反饋元件比較
不管采用何種方式，在電動機參與傳動時都需要速度反饋，控制器接收到速度反饋信號后控制電動機驅動機構將車速穩(wěn)定在目標速度， 也可以根據(jù)速度選擇傳動方式。
常用的速度反饋元件有旋轉編碼器，霍爾速度傳感器、旋轉變壓器（簡稱旋變）。
從功能上來講，三者都能完成速度反饋的功能，但是編碼器由于碼盤防護等級不高，容易震壞，雖然有較高的分辨率，但是維修頻率高，從而影響整臺車質量可靠性；霍爾速度傳感器價格便宜、但是分辨率低，使得控制精度受到限制，而且霍爾元件長時間受熱后磁性會減弱，所以使用壽命不長；旋轉變壓器由于轉子和定子分離，無接觸，而且采用無刷設計，所以有很高的防護等級，能耐高強度的震動，不怕水和油污，使用壽命可以長達數(shù)十年，另外采用專用的轉換芯片解碼，可以將旋變輸出的模擬信號轉換為數(shù)字信號，有和旋轉編碼器相當?shù)慕獯a精度。