Un transformator rotativ(Resolver Sensors ) este o micro-mașină inductivă a cărei tensiune de ieșire menține o relație funcțională specifică cu poziția unghiulară a rotorului. Este un senzor de deplasare care convertește deplasarea unghiulară în semnale electrice și servește ca element de rezoluție capabil să transforme coordonatele și să calculeze funcții.
Este format dintr-un stator și un rotor. Înfășurarea statorului acționează ca latură primară a transformatorului, primind tensiune de excitație, în timp ce înfășurarea rotorului acționează ca latură secundară, obținând tensiune indusă prin cuplaj electromagnetic. Termenul „transformator rotativ” este folosit în prezent în mod profesional în China și este abreviat ca „transformator rotativ”. Unii îl numesc „rezolvant” sau „descompunetor”.
Transformatoarele rotative sunt utilizate în sistemele de servocontrol al mișcării pentru detectarea și măsurarea poziției unghiului. Primele transformatoare rotative au fost utilizate în dispozitive de calcul și rezolvare ca o componentă principală a calculatoarelor analogice. Ieșirea lor este un semnal electric care variază în funcție de poziția unghiulară a rotorului într-o anumită funcție, de obicei sinusoidală, cosinus sau liniară. Aceste funcții sunt comune și ușor de implementat. Cu un design specializat al înfășurărilor, este, de asemenea, posibil să se producă ieșiri electrice pentru anumite funcții speciale, dar aceste funcții sunt utilizate doar în ocazii speciale și nu sunt generale.
Odată cu dezvoltarea industriei electronice, integrarea componentelor electronice a crescut, iar prețurile componentelor au scăzut semnificativ. În plus, progresele în tehnologia de procesare a semnalului au făcut ca circuitele de procesare a semnalului ale transformatoarelor rotative să fie mai simple, mai fiabile și mai ieftine. Mai mult, apariția decodării software pentru procesarea semnalului a făcut problema procesării semnalului mai flexibilă și mai convenabilă. Ca urmare, aplicarea transformatoarelor rotative s-a extins, iar avantajele acestora au fost realizate mai pe deplin.
**Principiul de funcționare al transformatorului rotativ**
Esența unui transformator rotativ este un transformator. Parametrii cheie sunt similari cu transformatoarele, cum ar fi tensiunea nominală, frecvența nominală și raportul de transformare. Diferența este că latura sa primară și latura secundară nu sunt fixe, ci au mișcare relativă. Pe măsură ce unghiul relativ dintre cele două se modifică, se poate obține o formă de undă cu amplitudine variabilă pe partea de ieșire. Proiectarea transformatorului rotativ se bazează pe principiul de mai sus: amplitudinea semnalului de ieșire variază în funcție de poziție, dar frecvența rămâne neschimbată. În aplicațiile practice, sunt setate două seturi de bobine de ieșire, cu o diferență de fază de 90 de grade, rezultând două seturi de semnale cu variații de amplitudine SIN și COS.
Un sistem de măsurare a unghiului cu un singur canal poate fi compus din două transformatoare rotative sinusoidale și cosinus identice. Un transformator rotativ acționează ca un transmițător, iar celălalt ca un transformator de control. Emițătorul este excitat de o sursă de curent alternativ. Precizia transformatorului rotativ este de 6', iar precizia sistemului cu un singur canal nu este mai mică de 6'. Pentru a îmbunătăți acuratețea controlului sistemului, poate fi utilizat un sistem de măsurare a unghiului cu două canale.
**Tipuri de transformatoare rotative**
Transformatoarele rotative au în general o structură similară cu un motor cu rotor bobinat. Diferite tipuri sau denumiri de transformatoare rotative pot fi obținute pe baza diferitelor criterii de clasificare.
- Pe baza diferenței de utilizare, acestea pot fi împărțite în transformatoare rotative de calcul și transformatoare rotative de transmisie de date.
- Pe baza relației de funcționare dintre tensiunea de ieșire și unghiul rotorului, acestea pot fi împărțite în transformatoare rotative sinusoidale, transformatoare rotative liniare și transformatoare rotative proporționale.
- Pe baza relației de poziție relativă și a rolurilor specifice în calculul unghiului sau a sistemelor de conversie și transmisie a semnalului aferente construite de acestea, acestea pot fi împărțite în transmițătoare cu transformator rotativ, transmițătoare diferențiale cu transformator rotativ și transformatoare cu transformator rotativ.
În plus, transformatoarele rotative pot fi împărțite în tipuri de contact și fără contact (cu sau fără structuri de perii cu inele colectoare); unghi limitat și tipuri nelimitate de unghi bazate pe limitele unghiului de rotație a rotorului; și transformatoare rotative unipolare și multipolare bazate pe diferența dintre numărul de perechi de poli.
**Structura transformatorului rotativ**
**Transformator rotativ cu perie:** Înfășurarea rotorului este condusă direct prin inele colectoare și perii. Se caracterizează printr-o structură simplă și dimensiuni reduse, dar fiabilitatea este slabă, iar durata de viață este scurtă datorită contactului mecanic de alunecare dintre perii și inelele colectoare. În prezent, această formă structurală de transformator rotativ este rar folosită, iar accentul se pune pe transformatoarele rotative fără perii.
**Transformator rotativ fără perii:** Este împărțit în două părți principale, și anume corpul transformatorului rotativ și transformatorul suplimentar. Miezurile și bobinele de fier primare și secundare ale transformatorului suplimentar sunt inelare și fixate pe arborele rotorului și, respectiv, pe carcasă, cu un anumit spațiu radial.
Înfășurarea rotorului a corpului transformatorului rotativ este conectată cu bobina primară a transformatorului suplimentar. Semnalul electric din bobina primară a transformatorului suplimentar, adică semnalul electric din înfășurarea rotorului, este trimis indirect prin cuplajul electromagnetic și bobina secundară a transformatorului suplimentar.
Această structură evită efectele adverse cauzate de contactul slab între perii și inele colectoare, îmbunătățind fiabilitatea și durata de viață a transformatorului rotativ, dar dimensiunea, greutatea și costul acestuia sunt crescute. În prezent, transformatoarele rotative fără perii au două forme structurale. Unul se numește transformator rotativ fără perii de tip transformator inelar, iar celălalt se numește transformator rotativ cu reluctanță.
**Transformator rotativ de tip transformator anular:** Această structură realizează bine fără perii, fără contact. Partea dreaptă din figură este un stator și un rotor tipic de transformator rotativ, cu aceleași înfășurări ale statorului și rotorului ca un transformator rotativ cu perie pentru conversia semnalului. Partea din stânga este transformatorul inelar. O înfășurare este pe stator, iar cealaltă este pe rotor, plasată concentric.
Înfășurarea transformatorului inelar de pe rotor este conectată cu înfășurarea rotorului pentru conversia semnalului, iar intrarea și ieșirea semnalului său electric sunt completate de transformatorul inelar.
**Transformator rotativ de reluctanță:** Înfășurarea de excitație și înfășurarea de ieșire a transformatorului rotativ de reluctanță sunt plasate în același set de fante pentru stator și rămân fixe. Cu toate acestea, formele înfășurării de excitație și ale înfășurării de ieșire sunt diferite. Semnalul de ieșire al înfășurării bifazate ar trebui să fie totuși un semnal electric care variază sinusoidal cu unghiul și are o diferență de unghi electric de 90°.
Forma polului magnetic al rotorului este special concepută pentru a face câmpul magnetic al spațiului de aer aproximativ sinusoidal. Designul formei rotorului trebuie să îndeplinească, de asemenea, numărul necesar de poli. Se poate observa că forma rotorului determină numărul de perechi de poli și forma câmpului magnetic al spațiului de aer. Transformatoarele rotative de reluctanță sunt în general realizate într-o formă divizată și nu combinate între ele, furnizate utilizatorului într-o formă divizată, asamblate de utilizator.
