Pöördtrafo (Resolver Sensors ) on induktiivne mikromasin, mille väljundpinge säilitab kindla funktsionaalse seose rootori nurgaasendiga. See on nihkeandur, mis teisendab nurknihke elektrilisteks signaalideks ja toimib lahendaja elemendina, mis on võimeline koordinaatide teisendamiseks ja funktsioonide arvutamiseks.
See koosneb staatorist ja rootorist. Staatori mähis toimib trafo primaarküljena, saades ergutuspinget, rootori mähis aga sekundaarse küljena, saades elektromagnetilise sidestuse kaudu indutseeritud pinge. Mõistet 'pöördtrafo' kasutatakse praegu Hiinas professionaalselt ja seda lühendatakse kui 'pöördtrafo'. Mõned viitavad sellele kui 'resolver' või 'lagundaja'.
Pöördtrafosid kasutatakse liikumisservo juhtimissüsteemides nurga asendi tuvastamiseks ja mõõtmiseks. Varaseid pöördtrafosid kasutati arvutus- ja seadmete lahendamisel analoogarvutite põhikomponendina. Nende väljund on elektriline signaal, mis varieerub sõltuvalt rootori nurgaasendist teatud funktsioonis, tavaliselt siinus-, koosinus- või lineaarne. Need funktsioonid on tavalised ja hõlpsasti rakendatavad. Mähiste spetsiaalse disainiga on võimalik toota ka teatud erifunktsioonide elektriväljundeid, kuid neid funktsioone kasutatakse ainult erijuhtudel ja need ei ole üldised.
Elektroonikatööstuse arenguga on suurenenud elektroonikakomponentide integreeritus, komponentide hinnad on oluliselt langenud. Lisaks on signaalitöötlustehnoloogia edusammud muutnud pöördtrafode signaalitöötlusahelad lihtsamaks, töökindlamaks ja odavamaks. Lisaks on signaalitöötluseks mõeldud tarkvara dekodeerimise tekkimine muutnud signaalitöötluse küsimuse paindlikumaks ja mugavamaks. Selle tulemusena on pöördtrafode kasutusala laienenud ja nende eelised on täielikult realiseerunud.
**Pöördtransformaatori tööpõhimõte**
Pöördtrafo põhiolemus on trafo. Peamised parameetrid on sarnased trafodele, nagu nimipinge, nimisagedus ja teisendussuhe. Erinevus seisneb selles, et selle esmane külg ja sekundaarne külg ei ole fikseeritud, vaid neil on suhteline liikumine. Kuna nende kahe suhteline nurk muutub, võib väljundi poolel saada erineva amplituudiga lainekuju. Pöördtrafo konstruktsioon põhineb ülaltoodud põhimõttel: väljundsignaali amplituud varieerub sõltuvalt asukohast, kuid sagedus jääb muutumatuks. Praktilistes rakendustes seatakse kaks komplekti väljundmähiseid, 90-kraadise faasierinevusega, mille tulemuseks on kaks signaalikomplekti SIN- ja COS-amplituudi variatsioonidega.
Ühe kanaliga nurga mõõtmise süsteem võib koosneda kahest identsest siinus- ja koosinuspöördtrafost. Üks pöördtrafo toimib saatjana ja teine juhttrafona. Saatjat ergastab vahelduvvooluallikas. Pöördtrafo täpsus on 6' ja ühe kanaliga süsteemi täpsus ei ole väiksem kui 6'. Süsteemi juhtimise täpsuse parandamiseks saab kasutada kahe kanaliga nurgamõõtmissüsteemi.
**Pöördtrafode tüübid**
Pöördtrafodel on tavaliselt keritud rootormootoriga sarnane struktuur. Erinevate klassifitseerimiskriteeriumide alusel on võimalik saada erinevat tüüpi või nimetusi pöörlevaid trafosid.
- Kasutamise erinevuse põhjal võib need jagada arvutus- ja andmeedastus-pöördtrafodeks.
- Lähtudes väljundpinge ja rootori nurga vahelisest funktsioonisuhtest, saab need jagada siinusekujulisteks pöördtrafodeks, lineaarseteks pöördtrafodeks ja proportsionaalseteks pöördtrafodeks.
- Lähtudes suhtelisest asendisuhtest ja konkreetsetest rollidest nurga arvutamises või nendega seotud muundus- ja signaaliedastussüsteemides, mida nad konstrueerivad, võib need jagada pöördtrafosaatjateks, pöördtrafo-diferentsiaalsaatjateks ja pöördtrafode trafodeks.
Lisaks saab pöördtrafod jagada kontakt- ja mittekontaktseteks tüüpideks (libisemisrõngasharja konstruktsioonidega või ilma); piiratud nurga ja piiramatu nurga tüübid, mis põhinevad rootori pöördenurga piirangutel; ja ühepooluselised paari- ja mitmepooluselised pöördtrafod, mis põhinevad pooluste paaride arvu erinevusel.
**Pöördtrafo struktuur**
**Harjatud pöördtrafo:** Rootori mähis juhitakse otse välja libisemisrõngaste ja harjade kaudu. Seda iseloomustab lihtne konstruktsioon ja väiksus, kuid töökindlus on kehv ning eluiga on pintslite ja libisemisrõngaste mehaanilise libiseva kontakti tõttu lühike. Praegu kasutatakse seda pöördtrafo struktuurset vormi harva ja keskendutakse harjadeta pöördtrafodele.
**Harjadeta pöördtrafo:** see on jagatud kaheks põhiosaks, nimelt pöördtrafo korpuseks ja lisatrafoks. Lisatrafo primaar- ja sekundaarraudsüdamikud ja -poolid on rõngakujulised ning kinnitatud vastavalt rootori võllile ja korpusele teatud radiaalse vahega.
Pöördtrafo korpuse rootori mähis on ühendatud lisatrafo primaarmähisega. Täiendava trafo primaarmähises olev elektrisignaal ehk elektrisignaal rootori mähises saadetakse kaudselt välja lisatrafo elektromagnetilise sidestuse ja sekundaarmähise kaudu.
See struktuur väldib ebasoodsaid mõjusid, mis on põhjustatud harjade ja libisemisrõngaste vahelisest halvast kontaktist, parandades pöörleva trafo töökindlust ja kasutusiga, kuid suurendavad selle suurust, kaalu ja maksumust. Praegu on harjadeta pöördtrafodel kaks konstruktsioonivormi. Ühte nimetatakse rõngakujuliseks trafo tüüpi harjadeta pöörlevaks trafoks ja teist nimetatakse reluktantspöördtrafoks.
**Rõngakujulise trafo tüüpi pöördtrafo:** see struktuur tagab hästi harjadeta, mittekontaktse töö. Parempoolne osa joonisel on tüüpiline pöördtrafo staator ja rootor, millel on samad staatori ja rootori mähised nagu harjatud pöördtrafol signaali muundamiseks. Vasakpoolne osa on rõngakujuline trafo. Selle üks mähis on staatoril ja teine rootoril, asetatud kontsentriliselt.
Rootori rõngakujuline trafo mähis on signaali muundamiseks ühendatud rootori mähisega ning selle elektrisignaali sisend ja väljund viiakse lõpule rõngakujulise trafo poolt.
**Reluktants-pöördtrafo:** Reluktants-pöördtrafo ergutusmähis ja väljundmähis asetatakse samasse staatoripiludesse ja jäävad fikseerituks. Ergastusmähise ja väljundmähise vormid on aga erinevad. Kahefaasilise mähise väljundsignaal peaks ikkagi olema elektriline signaal, mis muutub nurgaga sinusoidselt ja millel on 90° elektrilise nurga erinevus.
Rootori magnetpooluse kuju on spetsiaalselt konstrueeritud nii, et õhupilu magnetväli oleks ligikaudu sinusoidaalne. Rootori kuju konstruktsioon peab vastama ka vajalikule arvule postidele. On näha, et rootori kuju määrab pooluste paaride arvu ja õhupilu magnetvälja kuju. Reluktantsi pöördtrafod on tavaliselt valmistatud poolitatud kujul ja neid ei kombineerita, vaid antakse kasutajale poolitatud kujul, mille kasutaja on kokku pannud.
