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旋转变压器使用

本站为您提供的旋转变压器应用,通常应用的旋转变压器为二极旋转变压器,其定子和转子绕组中各有互相垂直的两个绕组。另外,还有一种多极旋转变压器。也可以把一个极对数少的和一个极对数多的两种旋转变压器做在一个磁路上,装在一个机壳内,构成“粗测”和“精测”电气变速双通道检测装置,用于高精度检测系统和同步系统。

60年代起,旋转变压器逐步用于伺服体系,作为视点信号的发生和检测元件。三线的三相的自整角机,早于四线的两相旋转变压器运用于体系中。跟着电子技能和数字计算技能的开展,数字式计算机代替了模仿式计算机。

这些年来,跟着工业自动化水平的进步,跟着节能减排的要求越来越高,效率高、节能显着的永磁沟通电动机的运用,越来越广泛。而永磁沟通电动机的方位传感器,本来是以光学编码器居多,但这些年来,却敏捷地被旋转变压器代替。能够举几个显着的比如,在家电中,不论是冰箱、空调、仍是洗衣机,现在都是向变频变速开展,选用的是正弦波操控的永磁沟通电动机。现在各国都在非常重视的电动轿车中,电动轿车中所用的方位、速度传感器都是旋转变压器。例如,驱动用电动机和发电机的方位传感、电动助力方向盘电机的方位速度传感、燃气阀视点丈量、真空室传送器视点方位丈量等等,都是选用旋转变压器。

在运用于塑压体系、纺织体系、冶金体系以及其他范畴里,所运用的伺服体系中要害部件伺服电动机上,也是用旋转变压器作为方位速度传感器。 

旋转变压器的运用现已成为一种趋势。 

旋转变压器又称分解器,是一种操控用的微电机,它将机械转角变换成与该转角呈某一函数联系的电信号的一种间接丈量设备。 在结构上与二相线绕式异步电动机类似,由定子和转子组成。定子绕组为变压器的原边,转子绕组为变压器的副边。激磁电压接到转子绕组上,感应电动势由定子绕组输出。常用的激磁频率为400Hz,500Hz,1000Hz和5000Hz。

旋转变压器结构简略,动作活络,对环境无特殊要求,维护便利,输出信号起伏大,抗搅扰性强,作业牢靠。因而,在数控机床上广泛运用。  

一般运用的旋转变压器为二极旋转变压器,其定子和转子绕组中各有相互笔直的两个绕组。别的,还有一种多极旋转变压器。也能够把一个极对数少的和一个极对数多的两种旋转变压器做在一个磁路上,装在一个机壳内,构成“粗测”和“精测”电气变速双通道检测设备,用于高精度检测体系和同步体系。  

现在,旋转变压器首要是用于视点方位伺服操控体系中。因为两相的旋转变压器比自整角机更简单进步精度,所以旋转变压器运用的更广泛。

旋转变压器的运用,开展很快。除了传统的、要求牢靠性高的军用、航空航天范畴之外,在工业、交通以及民用范畴也得到了广泛的运用。

旋转变压器运用

特别应该提出的是,这些年来,跟着工业自动化水平的进步,跟着节能减排的要求越来越高,效率高、节能显着的永磁沟通电动机的运用,越来越广泛。

而永磁沟通电动机的方位传感器,本来是以光学编码器居多,但这些年来,却敏捷地被旋转变压器代替。

现在各国都在非常重视的电动轿车中,电动轿车中所用的方位、速度传感器都是旋转变压器。在运用于塑压体系、纺织体系、冶金体系以及其他范畴里,所运用的伺服体系中要害部件伺服电动机上,也是用旋转变压器作为方位速度传感器。

旋转变压器运用

旋转变压器传感器的工业运用

一些肯定旋转传感技能(如光编码器)被屡次选用于工业运用。可是, 当敷衍恶劣环境或出于低本钱考虑时,旋转变压器是抱负的挑选。

伺服电机常用于工业范畴,与旋转变压器以及其他类型的方位传感器相衔接。一般运用伺服电机和伺服驱动器与旋转变压器合作来完结角速度与方位丈量的运用包含:

旋转变压器运用

旋转变压器运用

·数控(CNC)和注塑机

·升降机

·机械手臂

·电动交通工具(电动自行车、电动滑板车、电动轮椅等)

·铁路运输

·农业和建筑设备

·公共轿车和重型货车

·高尔夫球车和低速电动车

首要的旋转变压器传感体系要求

精确和及时的旋转变压器视点输出

在找到运用旋转变压器来减轻电磁搅扰对工业体系的影响的办法之前,重要的是要先了解为什么精确的方位操控是必不可少的。

旋转变压器供给一个理论上与无限解析度相同的模仿输出。模仿到数字的转化技能,通过将输出切割成块或进程的程度来约束解析度。对继续角进行有限切割将导致定量过错。

例如,您能够运用一个12位分辨率的转化器来供给角输出。转化器轴旋转一圈被分为4096步(2^12对应一个12位分辨率)。因为一度等于60分,所以旋转一圈(360度)等于21600角分(60×360)。则每步的距离为5.27角分(21600/4096)。体系不或许供给比5.27角分更好的信息。

旋转变压器运用

决议正确角方位的两个要害点是体系精度和体系安稳时间。后者首要指的是角输出要花多久才干显现出精确方位。需求对体系的每个部件进行点评,以确认约束要素。体系中,典型的差错精度是旋转变压器差错和旋转变压器模仿数字转化(RDC’s)差错的总和。

最常见的是,3-10角分就会呈现一个旋转变压器差错。再加上5.27角分会呈现旋转变压器模仿数字转化差错,则咱们能够得出精确的差错呈现规模是8.27-15.27角分。因而,挑选正确的RDC很重要。

以下要素在典型的旋转变压器运用中会对体系精度和安稳时间发生影响 :

一、机械要素

·传感器的结构(零位电压、变压比等)

·传感器标准随温度的改变

·线圈不平衡:正弦和余弦线圈输出电压或许会不平衡,然后导致差错

·旋转变压器传感器未对准:旋转变压器或许装置过错,导致体系静态差错

·旋转变压器传感器的极的数量:因为每添加一对极就会多检测360度,因而添加的极数会下降角差错

二、电气要素

·旋转变压器模仿-数字转化结构

·旋转变压器信号输入到角输出的时间延迟,反响快速的角改变安稳时间

·模仿前端(AFE)部件的不平衡

·体系具有处理环境要素的才能(例如,外部磁场或共模噪音)

三、安稳时间

当旋转变压器的电机方位或输出信号改变敏捷时,安稳时间是RDC操控体系的快速性能指标。图1显现的一个是有阶跃输入改变(黑线)的RDC反应操控体系的安稳时间的比如。蓝色信号显现的是对电路的正常形式呼应,赤色信号显现的是加快形式进程中呼应(角快速改变)。为了在快速改变的条件下追寻到旋转角,加快形式协助操控回路很简单盯梢到一个快速的旋转角。

旋转变压器运用

四、EMC/EMI影响旋转变压器体系

电磁兼容性(EMC)指的是:电子体系要怎样在电磁环境中运转而不发生问题(免疫力)。同样地,体系发射脉冲必定不能搅扰到规模中的任何产品。在工业设备运用中,变速驱动器和操控电路是首要搅扰源。功率元件的快速切换,例如绝缘栅双极型晶体管IGBT)和微操控器,是高频发射或搅扰的首要来历。IGBT切换时间可长达100nS。

电气设备应该不受高频现象影响,例如:

1.静电放电(ESD)

2.快速瞬变(也称为EFT)

3.辐射电磁场

4.传导射频搅扰

5.浪涌脉冲

旋转变压器在混合动力轿车中的运用

世界各国环境维护措施越来越严厉,用环保型轿车代替一般燃油发动机轿车将成为往后轿车开展的干流,现在现已呈现的环保轿车有:太阳能轿车、氢动力轿车、燃料电池轿车、混合动力轿车等等。可是在这些车型中, 现在只要混合动力轿车真实具有有用推行价值。

混合动力轿车的动力体系以动力传输道路分类,可分为串联式、并联式和混联式等三种。

旋转变压器运用

旋转变压器运用

不论选用何种办法,在电动机参加传动时都需求速度反应,操控器接收到速度反应信号后操控电动机驱动组织将车速安稳在方针速度, 也能够依据速度挑选传动办法。

常用的速度反应元件有旋转编码器,霍尔速度传感器、旋转变压器(简称旋变)。从功用上来讲,三者都能完结速度反应的功用,可是编码器因为码盘防护等级不高,简单震坏,虽然有较高的分辨率,可是修理频率高,然后影响整台车质量牢靠性;霍尔速度传感器价格便宜、 可是分辨率低,使得操控精度遭到约束, 并且霍尔元件长时间受热后磁性会削弱,所以运用寿命不长;

旋转变压器因为转子和定子别离,无触摸,并且选用无刷规划,所以有很高的防护等级,本领高强度的轰动,不怕水和油污,运用寿命能够长达数十年,别的选用专用的转化芯片解码,能够将旋变输出的模仿信号转化为数字信号,有和旋转编码器适当的解码精度。因而,做为混合动力轿车的速度反应元件,旋变能够说一种比较抱负的挑选。

旋转变压器运用

混合动力轿车由电动机驱动时有必要检测电动机的转速,运用旋变时需求将其转子装置在马达轴上检测其速度,当然也能够通过其他耦合办法检测。

装置在电机内部时,因为马达内部的磁场会影响旋变自身的磁通量改变率,然后影响其解码精度,因而有必要加装屏蔽罩。并且在旋变的输出线上套上屏蔽线,下降空间电磁搅扰。

选用这种装置办法将使旋变得到很好的维护,不会遭到尘埃、油污等的影响, 因而旋变运用寿命长,故障率低, 是一种抱负的运用办法。

旋转变压器运用

旋变的输出信号是接连改变的模仿信号,用户一般不能直接运用,需转化为方波信号方可。

针对自己出产的旋变,我司现已推出了完好的解码板,能够支撑多款旋变。解析度为1024C/T。

电动轿车用旋转变压器特征

1、超薄尺度:作为内置型结构,完结了超薄规划和装置。

2、答应作业温度规模:-55℃~+155℃

3、防护等级高:耐轰动和冲击

4、高旋转速度:最高能够到达60000 RPM

5、高牢靠性:因为选用了和马达类似的结构,可是因为转子无绕线,因而具有很高的牢靠性。

6、低本钱:通过削减元件数目大起伏的下降了旋变的本钱

旋转变压器与伺服电机电视点相位的对齐办法

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额外电流的直流电,U入,V出;

2.然后用示波器调查旋变的SIN线圈的信号引线输出;

3.依据操作的便利程度,调整电机轴上的旋变转子与电机轴的相对方位,或许旋变定子与电机外壳的相对方位;

4.一边调整,一边调查旋变SIN信号的包络,一向调整到信号包络的幅值完全归零,定旋变;

5.来回改变电机轴,放手后,若电机轴每次自在回复到平衡方位时,信号包络的幅值过零点都能精确复现,则对齐有用 。

旋转变压器运用

撤掉直流电源,进行对齐验证:

1.用示波器调查旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形;

2.滚动电机轴,验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。

这个验证办法,也能够用作对齐办法。

旋转变压器运用

此刻SIN信号包络的过零点与电机电视点相位的-30度点对齐。假如想直接和电机电视点的0度点对齐,能够考虑:

1.用3个阻值持平的电阻接成星型,然后将星型衔接的3个电阻别离接入电机的UVW三相绕组引线;

2.以示波器调查电机U相输入与星型电阻的中点,就能够近似得到电机的U相反电势波形;

3.依据操作的便利程度,调整编码器转轴与电机轴的相对方位,或许编码器外壳与电机外壳的相对方位;

4.一边调整,一边调查旋变的SIN信号包络的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点,最终使这2个过零点重合,确定编码器与电机的相对方位联系,完结对齐。

需求指出的是,在上述操作中需有用差异旋变的SIN包络信号中的正半周和负半周。因为SIN信号是以转定子之间的视点为θ的sinθ值对鼓励信号的调制成果,因而与sinθ的正半周对应的SIN信号包络中,被调制的鼓励信号与原始鼓励信号同相,而与sinθ的负半周对应的SIN信号包络中,被调制的鼓励信号与原始鼓励信号反相,据此能够差异判别旋变输出的SIN包络信号波形中的正半周和负半周,对齐时,需求取sinθ由负半周向正半周过渡点对应的SIN包络信号的过零点,假如取反了,或许未加精确判别的话,对齐后的电视点有或许错位180度,然后有或许形成速度外环进入正反应。

假如可接入旋变的伺服驱动器能够为用户供给从旋变信号中获取的与电机电视点相关的肯定方位信息,则能够考虑:

1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额外电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

2.运用伺服驱动器读取并显现从旋变信号中获取的与电机电视点相关的肯定方位信息;

3.依据操作的便利程度,调整旋变轴与电机轴的相对方位,或许旋变外壳与电机外壳的相对方位;

4.通过上述调整,使显现的肯定方位值充沛挨近依据电机的极对数折算出来的电机-30度电视点所应对应的肯定方位点,确定编码器与电机的相对方位联系;

5.来回改变电机轴,放手后,若电机轴每次自在回复到平衡方位时,上述折算肯定方位点都能精确复现,则对齐有用。

尔后能够在撤掉直流电源后,得到与前面根本相同的对齐验证作用:

1.用示波器调查旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形;

2.滚动电机轴,验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。

假如运用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器,也能够存储旋变随机装置在电机轴上后实测的相位,具体办法如下:

1.将旋变随机装置在电机上,即固结旋变转轴与电机轴,以及旋变外壳与电机外壳;

2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额外电流的直流电,U入,V出,将电机轴定向至一个平衡方位;

3.用伺服驱动器读取由旋变解析出来的与电视点相关的肯定方位值,并存入驱动器内部记载电机电视点初始装置相位的EEPROM等非易失性存储器中;

4.对齐进程完毕。

因为此刻电机轴已定向于电视点相位的-30度方向,因而存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的方位检测值就对应电机电视点的-30度相位。尔后,驱动器将恣意时间由旋变解析出来的与电视点相关的肯定方位值与这个存储值做差,并依据电机极对数进行必要的换算,再加上-30度,就能够得到该时间的电机电视点相位。

这种对齐办法需求伺服驱动器的在国内和操作上予以支撑和合作方能完结,并且因为记载电机电视点初始相位的EEPROM等非易失性存储器坐落伺服驱动器中,因而一旦对齐后,电机就和驱动器事实上绑定了,假如需求替换电机、旋变、或许驱动器,都需求从头进行初始装置相位的对齐操作,并从头绑定电机和驱动器的配套联系。

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