Ένας περιστροφικός μετασχηματιστής (Αισθητήρες διαλυτή ) είναι μια επαγωγική μικρο-μηχανική, η τάση εξόδου διατηρεί μια συγκεκριμένη λειτουργική σχέση με τη γωνιακή θέση του ρότορα. Πρόκειται για έναν αισθητήρα μετατόπισης που μετατρέπει τη γωνιακή μετατόπιση σε ηλεκτρικά σήματα και χρησιμεύει ως στοιχείο διαλυτή ικανό για μετασχηματισμό συντεταγμένων και υπολογισμού λειτουργίας.
Αποτελείται από έναν στάτορα και έναν ρότορα. Η περιέλιξη του στάτη δρα ως η κύρια πλευρά του μετασχηματιστή, που λαμβάνει τάση διέγερσης, ενώ η περιέλιξη του ρότορα δρα ως δευτερεύουσα πλευρά, λαμβάνοντας την επαγόμενη τάση μέσω ηλεκτρομαγνητικής σύζευξης. Ο όρος 'Rotary Transformer ' χρησιμοποιείται επί του παρόντος επαγγελματικά στην Κίνα και συντομεύεται ως 'περιστροφικός μετασχηματιστής.
Οι περιστροφικοί μετασχηματιστές χρησιμοποιούνται σε συστήματα ελέγχου σερβο -ελέγχου για την ανίχνευση και τη μέτρηση της θέσης γωνίας. Οι πρώιμοι περιστροφικοί μετασχηματιστές χρησιμοποιήθηκαν στον υπολογισμό και την επίλυση συσκευών ως κύριο στοιχείο των αναλογικών υπολογιστών. Η έξοδος τους είναι ένα ηλεκτρικό σήμα που ποικίλλει ανάλογα με τη γωνιακή θέση του ρότορα σε μια συγκεκριμένη λειτουργία, τυπικά ημιτονοειδές, συνημίτονο ή γραμμικό. Αυτές οι λειτουργίες είναι κοινές και εύκολο να εφαρμοστούν. Με τον εξειδικευμένο σχεδιασμό των περιελίξεων, είναι επίσης δυνατό να παραχθούν ηλεκτρικές εξόδους ορισμένων ειδικών λειτουργιών, αλλά αυτές οι λειτουργίες χρησιμοποιούνται μόνο σε ειδικές περιπτώσεις και δεν είναι γενικές.
Με την ανάπτυξη της βιομηχανίας ηλεκτρονικών, η ενσωμάτωση των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων έχει αυξηθεί και οι τιμές των εξαρτημάτων έχουν μειωθεί σημαντικά. Επιπλέον, οι εξελίξεις στην τεχνολογία επεξεργασίας σήματος έχουν καταστήσει τα κυκλώματα επεξεργασίας σήματος των περιστροφικών μετασχηματιστών απλούστερων, πιο αξιόπιστων και φθηνότερων. Επιπλέον, η εμφάνιση της αποκωδικοποίησης λογισμικού για την επεξεργασία σήματος έχει καταστήσει το ζήτημα της επεξεργασίας σήματος πιο ευέλικτη και βολική. Ως αποτέλεσμα, η εφαρμογή των περιστροφικών μετασχηματιστών έχει επεκταθεί και τα πλεονεκτήματά τους έχουν πραγματοποιηθεί πληρέστερα.
** Αρχή λειτουργίας του περιστροφικού μετασχηματιστή **
Η ουσία ενός περιστροφικού μετασχηματιστή είναι ένας μετασχηματιστής. Οι βασικές παράμετροι είναι παρόμοιες με τους μετασχηματιστές, όπως η ονομαστική τάση, η ονομαστική συχνότητα και ο λόγος μετασχηματισμού. Η διαφορά είναι ότι η κύρια πλευρά και η δευτερεύουσα πλευρά δεν είναι σταθερές αλλά έχουν σχετική κίνηση. Ως σχετική γωνία μεταξύ των δύο αλλαγών, μπορεί να ληφθεί μια κυματομορφή με ποικίλο εύρος στην πλευρά εξόδου. Ο σχεδιασμός του περιστροφικού μετασχηματιστή βασίζεται στην παραπάνω αρχή: το εύρος σήματος εξόδου ποικίλλει ανάλογα με τη θέση, αλλά η συχνότητα παραμένει αμετάβλητη. Σε πρακτικές εφαρμογές, έχουν ρυθμιστεί δύο σειρές πηνίων εξόδου, με διαφορά φάσης 90 μοιρών, με αποτέλεσμα δύο ομάδες σημάτων με παραλλαγές πλάτους αμαρτίας και COS.
Ένα σύστημα μέτρησης γωνίας ενός καναλιού μπορεί να αποτελείται από δύο ταυτόσημους ημιτονοειδείς και περιστροφικούς μετασχηματιστές συνημιτονίας. Ένας περιστροφικός μετασχηματιστής λειτουργεί ως πομπός και ο άλλος ως μετασχηματιστής ελέγχου. Ο πομπός είναι ενθουσιασμένος από μια πηγή ενέργειας AC. Η ακρίβεια του περιστροφικού μετασχηματιστή είναι 6 'και η ακρίβεια του συστήματος ενός καναλιού δεν είναι μικρότερη από 6'. Για να βελτιωθεί η ακρίβεια ελέγχου του συστήματος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα σύστημα μέτρησης γωνίας διπλής καναλιού.
** Τύποι περιστροφικών μετασχηματιστών **
Οι περιστροφικοί μετασχηματιστές έχουν γενικά μια δομή παρόμοια με έναν κινητήρα-rotor. Διαφορετικοί τύποι ή ονόματα περιστροφικών μετασχηματιστών μπορούν να ληφθούν με βάση διαφορετικά κριτήρια ταξινόμησης.
- Με βάση τη διαφορά στη χρήση, μπορούν να χωριστούν σε υπολογιστές περιστροφικών μετασχηματιστών και περιστροφικών μετασχηματιστών μετάδοσης δεδομένων.
- Με βάση τη σχέση λειτουργίας μεταξύ της τάσης εξόδου και της γωνίας του ρότορα, μπορούν να χωριστούν σε ημιτονοειδείς περιστροφικούς μετασχηματιστές, γραμμικούς περιστροφικούς μετασχηματιστές και αναλογικούς περιστροφικούς μετασχηματιστές.
- Με βάση τη σχέση σχετικής θέσης και τους συγκεκριμένους ρόλους στον υπολογισμό της γωνίας ή τα συναφή συστήματα μετατροπής και μετάδοσης σήματος που κατασκευάζονται από αυτά, μπορούν να χωριστούν σε πομπούς μετασχηματιστών περιστροφικών μετασχηματιστή, διαφορικούς πομπούς μετασχηματιστών περιστροφικών και μετασχηματιστών μετασχηματιστών.
Επιπλέον, οι περιστροφικοί μετασχηματιστές μπορούν να χωριστούν σε τύπους επαφής και μη επαφής (με ή χωρίς δομές βούρτσας δακτυλίου). περιορισμένη γωνία και απεριόριστοι τύποι γωνίας που βασίζονται σε όρια γωνίας περιστροφής του ρότορα. και μετασχηματιστές περιστροφικών μετασχηματισμού με ένα ποντίκι και μετασχηματιστές πολλαπλών πόλων με βάση τη διαφορά στον αριθμό των ζευγών πόλων.
** Δομή του περιστροφικού μετασχηματιστή **
** Βουρτσισμένο περιστροφικό μετασχηματιστή: ** Η περιέλιξη του ρότορα οδηγείται απευθείας μέσω δαχτυλιδιών και βούρτσες. Χαρακτηρίζεται από μια απλή δομή και μικρό μέγεθος, αλλά η αξιοπιστία είναι κακή και η διάρκεια ζωής είναι σύντομη λόγω της μηχανικής ολίσθησης επαφής μεταξύ των βούρτσες και των δακτυλίων ολίσθησης. Επί του παρόντος, αυτή η δομική μορφή περιστροφικού μετασχηματιστή χρησιμοποιείται σπάνια και η εστίαση είναι στους περιστροφικούς μετασχηματιστές χωρίς ψύξη.
** Rotary Transformer χωρίς ψύξη: ** χωρίζεται σε δύο κύρια μέρη, δηλαδή το σώμα του περιστροφικού μετασχηματιστή και τον πρόσθετο μετασχηματιστή. Οι κύριοι και δευτερεύοντες πυρήνες σιδήρου και πηνία του πρόσθετου μετασχηματιστή είναι δακτυλιοειδή και σταθεροποιούνται στον άξονα και το περίβλημα του ρότορα, αντίστοιχα, με ένα ορισμένο ακτινικό κενό.
Η περιέλιξη του ρότορα του σώματος του περιστροφικού μετασχηματιστή συνδέεται με το κύριο πηνίο του πρόσθετου μετασχηματιστή. Το ηλεκτρικό σήμα στο κύριο πηνίο του πρόσθετου μετασχηματιστή, δηλαδή το ηλεκτρικό σήμα στην περιέλιξη του ρότορα, αποστέλλεται έμμεσα μέσω της ηλεκτρομαγνητικής σύζευξης και του δευτερογενούς πηνίου του πρόσθετου μετασχηματιστή.
Αυτή η δομή αποφεύγει τις ανεπιθύμητες ενέργειες που προκαλούνται από την κακή επαφή μεταξύ των πινέλων και των δαχτυλιδιών ολίσθησης, βελτιώνοντας την αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής του περιστροφικού μετασχηματιστή, αλλά αυξάνονται το μέγεθος, το βάρος και το κόστος του. Επί του παρόντος, οι περιστροφικοί μετασχηματιστές χωρίς ψύξη έχουν δύο δομικές μορφές. Το ένα ονομάζεται δακτυλιοειδής μετασχηματισμένος μετασχηματιστής μεμβράνης χωρίς ψήκτρες και ο άλλος ονομάζεται περιστροφικός μετασχηματιστής απροθυμίας.
** Μετασχηματιστής περιστροφικού τύπου μετασχηματιστή μετασχηματιστή: ** Αυτή η δομή επιτυγχάνει φρεάτιο χωρίς ψύξη, χωρίς επαφή. Το δεξί μέρος στο σχήμα είναι ένας τυπικός περιστροφικός σταθμός μετασχηματιστή και ρότορας, με τον ίδιο στάτορα και τις περιελίξεις του ρότορα ως ένα βουρτσισμένο περιστροφικό μετασχηματιστή για μετατροπή σήματος. Το αριστερό μέρος είναι ο δακτυλιοειδής μετασχηματιστής. Η μία του περιέλιξη βρίσκεται στον στάτορα και η άλλη βρίσκεται στον ρότορα, τοποθετημένο συγκεντρωτικά.
Ο δακτυλιοειδής περιέλιξη μετασχηματιστή στον ρότορα συνδέεται με την περιέλιξη του ρότορα για μετατροπή σήματος και η είσοδος και η έξοδος του ηλεκτρικού σήματος ολοκληρώνονται από τον δακτυλιοφόρο μετασχηματιστή.
** Ο περιστροφικός μετασχηματιστής απροθυμίας: ** Η περιέλιξη της διέγερσης και της εξόδου του περιστροφικού μετασχηματιστή απροθυμίας τοποθετούνται στο ίδιο σύνολο υποδοχών στάτη και παραμένουν σταθερές. Ωστόσο, οι μορφές της εκκαθάρισης της διέγερσης και της εκκαθάρισης των εξόδων είναι διαφορετικές. Το σήμα εξόδου της διφασικής περιέλιξης θα πρέπει να εξακολουθεί να είναι ένα ηλεκτρικό σήμα που μεταβάλλεται ημιτονοειδώς με τη γωνία και έχει διαφορά ηλεκτρικής γωνίας 90 °.
Το σχήμα του μαγνητικού στύλου του ρότορα είναι ειδικά σχεδιασμένο για να κάνει το μαγνητικό πεδίο του κενού αέρα περίπου ημιτονοειδές. Ο σχεδιασμός του σχήματος του ρότορα πρέπει επίσης να πληροί τον απαιτούμενο αριθμό πόλων. Μπορεί να φανεί ότι το σχήμα του ρότορα καθορίζει τον αριθμό των ζευγών πόλων και το σχήμα του μαγνητικού πεδίου του κενού αέρα. Οι περιστροφικοί μετασχηματιστές απροθυμίας γενικά κατασκευάζονται σε διαχωρισμένη μορφή και δεν συνδυάζονται μαζί, παρέχονται στον χρήστη σε μια διαχωρισμένη μορφή, συναρμολογημένη από τον χρήστη.
