旋转变压器的工作原理

    3.1.1　旋转变压器的工作原理

    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，是变压器的原边，接受励磁电压，励磁频率通常用400Hz、500Hz、3 000Hz及5 000Hz。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，如图3-2所示。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。

    

    

    图3-2　旋转变压器的工作原理

    由变压器原理，设原边绕组匝数为N₁，副边绕组匝数为N₂，k=N₁/N₂为变压比，当原边输入交变电压U₁=U_msinωt时，副边产生感应电动势

    E₂=kU₁=kU_msinωt

    当转子绕组的磁轴与定子绕组的磁轴位置为任一角度θ时，绕组中产生的感应电动势应为

    E₂=kU₁sinθ=kU_msinωtsinθ

    式中：k——变压比；U₁——定子的输入电压；U_m——定子最大瞬时电压。

    当转子转到两磁轴平行时，即θ=90°时，转子绕组中感应电动势最大，即

    E₂=kU_msinωt

    旋转变压器转子绕组输出电压的幅值量严格地按转子偏转角的正弦规律变化的，其频率和激磁电压的幅值相同。