正余弦旋转变压器

正馀弦解算器跑道名称新型特种电机学生学院自动化学院专业级电机和电气设备学号2111004002学生名梁国荣领导教师黄开胜了2011年8月1日概况微电机种类繁多，其中包括独特的电机旋转变压器。 详细叙述旋转变压器的正馀弦旋转变压器。分解器是将转子的旋转角转换成具有某个函数关系的电信号的原始。 当对变压器的初级侧施加单相交流电压励磁时，其次级侧的输出电压与转子的旋转角具有严格的函数关系。正馀弦变压器的一个、二次绕组之间是可变的相对位置，为了通过二次(转子)绕组得到与旋转处于正、馀弦函数的关系的端子电压，利用它们之间的相对位置使互感发生变化。正馀弦旋转变压器的空载运行如图1所示，s1- s 1是励磁绕组，s2- s 2是定子的交轴绕组，两者的空间相互垂直，匝数、图案完全相同。 R1-R1 和R2-R2 分别是转子上的正弦输出绕组和馀弦输出绕组，它们的结构也完全相同。 无负载时，向定子励磁绕组施加单相交流电压，其馀绕组断开。 若将励磁绕组的轴线方向设为直轴d轴，则在电动机中产生直轴脉冲振荡磁通，励磁绕组中产生的感应电动势如下。 式中，定子绕组的有效匝数是直轴脉动磁通的振幅。图1正馀弦旋转变压器的原理图如果省略励磁绕组的泄漏阻抗电压降，则当交流电压恒定时，直轴磁通的振幅恒定。 以与正弦输出绕组轴向一致的馀弦输出绕组的轴向一致的方式分解直轴磁通. 将转子正弦波绕组的轴线与交叉轴所成的角设为转子旋转角，如图1所示，将两个磁通成分的振幅分别设为和，将在正、馀弦输出绕组中产生的感应电动势分别设为式中，当转子绕组有效圈数转子的输出绕组轴线与定子励磁绕组轴线一致时，直轴磁通感应电动势。 使旋转变压器的变速比为正。 若忽略励磁绕组的漏阻抗电压降，无负载时转子输出绕组电动势与电压相等，因此可通过上式进行记述（）由上式可知，输入电源电压不变时，转子的正、馀弦绕组的无负荷输出电压分别与旋转角有严格的正、馀弦关系。 命名了正弦绕组和馀弦绕组。正馀弦旋转变压器的负荷运行负载阻抗与正弦波输出绕组连接时，正弦波绕组中流过电流，该电流在正弦波绕组中产生脉动磁通。 磁通量还包括正交轴分量，即，垂直轴分量和垂直轴分量。 起到退磁作用时，定子励磁绕组的电流发生变化，补偿退磁作用。 假设施加励磁电压恒定，省略励磁绕组的泄漏阻抗电压降，则直轴合成起磁力引起的直轴磁通的振幅与无负载时相同。 但是，交轴方向上的方向是励磁绕组的轴线，不能用励磁绕组中的电流进行补偿。 在转子的正弦波绕组中感应出电动势。 再见。 式中，是磁路的磁传导。 正馀弦旋转变压器的气隙均匀，因此与转子的位置无关，是一定的。 把公式代入公式中得到。 式中，转子绕组漏电电阻恒定。 也就是说，正弦波绕组中感应的电动势也可以看作绕组的漏电阻抗下的电压降。 如果将上面的表达式表示为向量样式，则： 代入就可以了。 式中，转子绕组泄漏阻抗图2有负载无补偿正馀弦变换器负载时的正弦波绕组的合成电动势由直线轴磁通所感应的变压器电动势、正弦波绕组所感应的电动势、即负载电流在漏电阻抗下的电压降构成（）上式是负载后的正弦波绕组的输出电动势与转子旋转角的关系式。 加载后，分母增加一项，输出电动势失真，输出电动势与转子旋转角的关系不再是正弦函数。 图3显示的是正馀弦变压器无负荷时和负荷时的正弦输出绕组的感应电动势与转子旋转角的关系曲线。图3正馀弦变压器正弦输出绕组的感应电动势1-空载2-负载用同样分析方法，馀弦绕组的输出电动势与转子旋转角的关系（）由以上可知，正馀弦变压器负载后在输出特性曲线中产生失真是因为转子的磁动势的交轴成分未得到补偿。 因此，为了消除失真，不仅要完全修正转子的直轴起磁力，还要完全修正转子的交轴起磁力。 补偿的方法包括所谓的二次侧补偿和一次侧补偿两种。二次侧补偿的正馀弦分解器为了消除，负载阻抗被连接到馀弦输出线圈，以使得负载电流在馀弦输出线圈中流动并且产生磁通。如果负载阻抗具有适当的大小，则完全补偿正弦线圈的输出特性的失真，这种方法被称为二次侧补偿。 图4表示二次侧补偿的正弦波分解器。图4二次侧补偿的正馀弦分解器在转子的正、馀弦绕组上分别连接阻抗时，与电流成为相应的磁动势，气隙均匀，因此磁动势和磁通只有一对一的常数不同。 将和分别分解为直线轴成分和交叉轴成分从图4可以看出，将正交轴合成磁力设为0=。 也就是说。 即得（）也就是说，二次侧完全补偿(或对称补偿)的条件是转子的正、馀线圈的负载阻抗相等。转子磁场的直轴分量发挥了退磁作用，它们之间的关系应该满足变压器的磁势平衡规律。 如果省略磁化电流，则磁势平衡关系式为考虑到的关系如上式所述，在采用二次侧完全补偿的情况下，正馀弦变压器的励磁绕组输入电流与转子的旋转角无关。 因此，在施加电压一定的情况下，其输入电力和输入阻抗都不会随转子的旋转角而变化。一次侧补偿的正馀弦分解器在定子的交轴绕组中加入适当的阻抗，消除交轴磁场对输出电压的影响。 该方法称为初级侧补偿。 图5表示一次侧补偿的正弦波分解器。在图5中，单相交流电源被施加到励磁绕组的外部，阻抗被施加到定子的交流绕组，负载阻抗与转子的正弦输出绕组连接，并且馀弦输出绕组断开。 很明显，负载电流产生的磁动势的直轴成分作用于励磁绕组的轴线，其减磁作用可以通过励磁绕组的电流的增加来补偿。 磁势的交轴分量位于交轴绕组的轴线上。 此时，交轴绕组对于交轴磁场如通过阻抗闭合的变压器二次绕组那样，交轴磁场在其中感应电动势，流过电流。 此时，交轴合成磁通被和激励。 为了使旋转变压器具有良好的输出特性，希望尽可能减小作用于正交轴的合成磁力，使其为零。 在定子励磁绕组和交流绕组完全相同的条件下，能够证明交流绕组的负载阻抗与励磁电源内阻抗相等（）则可以进行对称校正。 如果所施加的电源的容量大，并且其内部阻抗被认为为零，则交流绕组所承受的负载阻抗也必须为零，即，交流绕组必须直接短路。图5一次侧补偿的正馀弦分解器如果省略直轴磁化电流，根据磁势的平衡。 根据左式，由于一次侧补偿正弦波变换器的输入电流与转子的旋转角相关联，因此输入功率及输入阻抗发生变化。比较次级侧补偿与初级侧补偿，在采用次级侧补偿的情况下，要求等于实现完全补偿，在正弦旋转变压器中，如果负载阻抗是恒定值，则要求作为补偿电路的馀弦绕组的负载阻抗相应地变化，在实用上不会有很大变化。 在采用一次侧补偿的情况下，补偿电路的阻抗与负载无关，只要适当选择就可以消除正交轴磁场的影响，因此实用上容易实现。 输出电动势的函数关系严格时