Rotacijski transformator (Resolver Sensors ) je induktivni mikrostroj čiji izlazni napon održava određeni funkcionalni odnos s kutnim položajem rotora. To je senzor pomaka koji pretvara kutni pomak u električne signale i služi kao rezolverski element sposoban za transformaciju koordinata i proračun funkcije.
Sastoji se od statora i rotora. Namot statora djeluje kao primarna strana transformatora, primajući uzbudni napon, dok namot rotora djeluje kao sekundarna strana, dobivajući inducirani napon putem elektromagnetske sprege. Izraz 'rotacijski transformator' trenutno se profesionalno koristi u Kini i skraćeno je 'rotacijski transformator'. Neki ga nazivaju 'razlučivač' ili 'razlagač'.
Rotacijski transformatori koriste se u sustavima servo upravljanja kretanjem za očitavanje i mjerenje položaja kuta. Rani rotacijski transformatori korišteni su u računalstvu i uređajima za rješavanje kao glavna komponenta analognih računala. Njihov izlaz je električni signal koji varira s kutnim položajem rotora u određenoj funkciji, obično sinusnoj, kosinusnoj ili linearnoj. Ove su funkcije uobičajene i jednostavne za implementaciju. Uz specijalizirani dizajn namota, također je moguće proizvesti električne izlaze određenih posebnih funkcija, ali te se funkcije koriste samo u posebnim prilikama i nisu općenite.
S razvojem elektroničke industrije integracija elektroničkih komponenti je porasla, a cijene komponenti značajno su pale. Dodatno, napredak u tehnologiji obrade signala učinio je sklopove za obradu signala rotacijskih transformatora jednostavnijim, pouzdanijim i jeftinijim. Štoviše, pojava softverskog dekodiranja za obradu signala učinila je pitanje obrade signala fleksibilnijim i praktičnijim. Time je primjena rotacijskih transformatora proširena, a njihove prednosti su potpunije spoznate.
**Princip rada rotacijskog transformatora**
Bit rotacijskog transformatora je transformator. Ključni parametri slični su transformatorima, kao što su nazivni napon, nazivna frekvencija i omjer transformacije. Razlika je u tome što njegova primarna strana i sekundarna strana nisu fiksne već imaju relativno kretanje. Kako se relativni kut između njih mijenja, na izlaznoj strani može se dobiti valni oblik s različitim amplitudama. Dizajn rotacijskog transformatora temelji se na gore navedenom principu: amplituda izlaznog signala varira s položajem, ali frekvencija ostaje nepromijenjena. U praktičnim primjenama postavljaju se dva skupa izlaznih zavojnica, s faznom razlikom od 90 stupnjeva, što rezultira u dva skupa signala s varijacijama amplitude SIN i COS.
Jednokanalni sustav za mjerenje kuta može biti sastavljen od dva identična sinusoidna i kosinusna rotacijska transformatora. Jedan rotacijski transformator djeluje kao odašiljač, a drugi kao upravljački transformator. Odašiljač se pobuđuje pomoću izvora izmjenične struje. Točnost rotacijskog transformatora je 6', a točnost jednokanalnog sustava nije manja od 6'. Kako bi se poboljšala točnost upravljanja sustavom, može se koristiti dvokanalni sustav mjerenja kuta.
**Vrste rotacijskih transformatora**
Rotacijski transformatori općenito imaju strukturu sličnu motoru s namotanim rotorom. Različiti tipovi ili nazivi rotacijskih transformatora mogu se dobiti na temelju različitih kriterija klasifikacije.
- Na temelju razlike u upotrebi mogu se podijeliti na računalne rotacijske transformatore i rotacijske transformatore za prijenos podataka.
- Na temelju funkcionalnog odnosa između izlaznog napona i kuta rotora, mogu se podijeliti na sinusne rotacijske transformatore, linearne rotacijske transformatore i proporcionalne rotacijske transformatore.
- Na temelju odnosa relativnog položaja i specifičnih uloga u izračunu kuta ili povezanih sustava za pretvorbu i prijenos signala koje su konstruirali, mogu se podijeliti na rotacijske transformatorske odašiljače, rotacijske transformatorske diferencijalne odašiljače i rotacijske transformatorske transformatore.
Dodatno, rotacijski transformatori mogu se podijeliti na kontaktne i beskontaktne tipove (sa ili bez četkica s kliznim prstenom); vrste ograničenog kuta i neograničenog kuta na temelju ograničenja kuta rotacije rotora; te jednopolne parne i višepolne parne rotacijske transformatore na temelju razlike u broju pari polova.
**Struktura rotacijskog transformatora**
**Bruširani rotacijski transformator:** Namot rotora je izravno izveden kroz klizne prstenove i četke. Odlikuje se jednostavnom strukturom i malim dimenzijama, ali je slaba pouzdanost, a vijek trajanja kratak zbog mehaničkog kliznog kontakta između četkica i kliznih prstenova. Trenutno se ovaj strukturni oblik rotacijskog transformatora rijetko koristi, a fokus je na rotacijskim transformatorima bez četkica.
**Rotacijski transformator bez četkica:** Podijeljen je u dva glavna dijela, naime tijelo rotacijskog transformatora i dodatni transformator. Primarne i sekundarne željezne jezgre i zavojnice dodatnog transformatora su prstenasti i fiksirani na osovini rotora, odnosno kućištu, s određenim radijalnim razmakom.
Rotorski namot tijela rotacijskog transformatora spojen je s primarnim svitkom dodatnog transformatora. Električni signal u primarnom svitku dodatnog transformatora, tj. električni signal u namotu rotora, posredno se šalje van preko elektromagnetske spojke i sekundarnog svitka dodatnog transformatora.
Ovom strukturom izbjegavaju se štetni učinci uzrokovani lošim kontaktom između četkica i kliznih prstenova, poboljšavajući pouzdanost i životni vijek rotacijskog transformatora, ali njegova veličina, težina i cijena su povećani. Trenutno rotacijski transformatori bez četkica imaju dva strukturna oblika. Jedan se naziva rotacijski transformator bez četkica s prstenastim transformatorom, a drugi se naziva reluktantni rotacijski transformator.
**Rotacijski transformator s prstenastim transformatorom:** Ova struktura postiže dobro bez četkica, bez kontakta. Desni dio na slici je tipični stator i rotor rotacijskog transformatora, s istim namotima statora i rotora kao brušeni rotacijski transformator za pretvorbu signala. Lijevi dio je prstenasti transformator. Njegov jedan namot je na statoru, a drugi na rotoru, smješten koncentrično.
Prstenasti transformatorski namot na rotoru povezan je s rotorskim namotom za pretvorbu signala, a ulaz i izlaz njegovog električnog signala završava prstenasti transformator.
**Reluktantni rotacijski transformator:** Uzbudni namot i izlazni namot reluktantnog rotacijskog transformatora smješteni su u isti skup statorskih utora i ostaju fiksni. Međutim, oblici uzbudnog i izlaznog namota su različiti. Izlazni signal dvofaznog namota i dalje bi trebao biti električni signal koji se sinusno mijenja s kutom i ima razliku električnog kuta od 90°.
Oblik magnetskog pola rotora posebno je dizajniran kako bi magnetsko polje zračnog raspora bilo približno sinusoidno. Dizajn oblika rotora također mora zadovoljiti potreban broj polova. Vidi se da oblik rotora određuje broj pari polova i oblik magnetskog polja zračnog raspora. Reluktacijski rotacijski transformatori općenito se izrađuju u razdvojenom obliku i ne kombiniraju zajedno, isporučuju se korisniku u razdvojenom obliku, a sastavlja ih korisnik.
