rotacijski transformator (Resolver Sensors ) je induktivni mikrostroj, katerega izhodna napetost ohranja določeno funkcionalno razmerje s kotnim položajem rotorja. Gre za senzor pomika, ki pretvarja kotni pomik v električne signale in služi kot razreševalni element, ki je sposoben transformacije koordinat in izračuna funkcij.
Sestavljen je iz statorja in rotorja. Statorsko navitje deluje kot primarna stran transformatorja, ki sprejema vzbujevalno napetost, medtem ko navitje rotorja deluje kot sekundarna stran, ki pridobiva inducirano napetost prek elektromagnetne sklopitve. Izraz 'rotacijski transformator' se trenutno strokovno uporablja na Kitajskem in je skrajšan kot 'rotacijski transformator'. Nekateri ga imenujejo 'resolver' ali 'razkrojevalnik'.
Rotacijski transformatorji se uporabljajo v sistemih za servo krmiljenje gibanja za zaznavanje in merjenje položaja kota. Zgodnji rotacijski transformatorji so bili uporabljeni v računalniških in reševalnih napravah kot glavna komponenta analognih računalnikov. Njihov izhod je električni signal, ki se spreminja glede na kotni položaj rotorja v določeni funkciji, običajno sinusni, kosinusni ali linearni. Te funkcije so običajne in enostavne za implementacijo. S specializirano zasnovo navitij je možno izdelati tudi električne izhode določenih posebnih funkcij, vendar se te funkcije uporabljajo samo v posebnih primerih in niso splošne.
Z razvojem elektronske industrije se je integracija elektronskih komponent povečala, cene komponent pa so se bistveno znižale. Poleg tega je napredek v tehnologiji obdelave signalov naredil vezja za obdelavo signalov rotacijskih transformatorjev preprostejša, zanesljivejša in cenejša. Poleg tega je pojav dekodiranja programske opreme za obdelavo signalov naredil vprašanje obdelave signalov bolj prilagodljivo in priročno. Posledično se je uporaba rotacijskih transformatorjev razširila in njihove prednosti so bile bolj uresničene.
**Načelo delovanja rotacijskega transformatorja**
Bistvo rotacijskega transformatorja je transformator. Ključni parametri so podobni kot pri transformatorjih, kot so nazivna napetost, nazivna frekvenca in transformacijsko razmerje. Razlika je v tem, da njegova primarna in sekundarna stran nista fiksni, ampak se relativno premikata. Ko se relativni kot med obema spremeni, lahko na izhodni strani dobimo valovno obliko z različno amplitudo. Zasnova rotacijskega transformatorja temelji na zgornjem principu: amplituda izhodnega signala se spreminja glede na položaj, frekvenca pa ostaja nespremenjena. V praktičnih aplikacijah sta nastavljena dva niza izhodnih tuljav z 90-stopinjsko fazno razliko, kar povzroči dva niza signalov z variacijami amplitude SIN in COS.
Enokanalni sistem za merjenje kota je lahko sestavljen iz dveh identičnih sinusnih in kosinusnih rotacijskih transformatorjev. En rotacijski transformator deluje kot oddajnik, drugi pa kot krmilni transformator. Oddajnik se vzbuja z virom izmeničnega toka. Natančnost rotacijskega transformatorja je 6', točnost enokanalnega sistema pa ni manjša od 6'. Za izboljšanje natančnosti krmiljenja sistema je mogoče uporabiti dvokanalni sistem za merjenje kota.
**Vrste rotacijskih transformatorjev**
Rotacijski transformatorji imajo na splošno podobno strukturo kot motor z navitim rotorjem. Različne vrste ali imena rotacijskih transformatorjev je mogoče pridobiti na podlagi različnih klasifikacijskih kriterijev.
- Na podlagi razlike v uporabi jih lahko razdelimo na računalniške rotacijske transformatorje in rotacijske transformatorje za prenos podatkov.
- Na podlagi funkcijskega razmerja med izhodno napetostjo in kotom rotorja jih lahko razdelimo na sinusne rotacijske transformatorje, linearne rotacijske transformatorje in proporcionalne rotacijske transformatorje.
- Na podlagi razmerja med relativnim položajem in posebnih vlog pri izračunu kota ali s tem povezanimi sistemi za pretvorbo in prenos signala, ki so jih izdelali, jih je mogoče razdeliti na rotacijske transformatorske oddajnike, rotacijske transformatorske diferencialne oddajnike in rotacijske transformatorske transformatorje.
Poleg tega lahko rotacijske transformatorje razdelimo na kontaktne in brezkontaktne vrste (z ali brez ščetk z drsnimi obroči); vrste z omejenim in neomejenim kotom, ki temeljijo na omejitvah kota vrtenja rotorja; in enopolni parni in večpolni parni rotacijski transformatorji na podlagi razlike v številu parov polov.
**Zgradba rotacijskega transformatorja**
**Brušeni rotacijski transformator:** Navitje rotorja je neposredno speljano skozi drsne obroče in ščetke. Zanj je značilna enostavna zgradba in majhnost, vendar je njegova zanesljivost slaba, življenjska doba pa kratka zaradi mehanskega drsnega stika med ščetkami in drsnimi obroči. Trenutno se ta strukturna oblika rotacijskega transformatorja redko uporablja, poudarek pa je na brezkrtačnih rotacijskih transformatorjih.
**Brezkrtačni rotacijski transformator:** Razdeljen je na dva glavna dela, in sicer na telo rotacijskega transformatorja in dodatni transformator. Primarno in sekundarno železno jedro ter tuljave dodatnega transformatorja so obročaste in pritrjene na gred rotorja oziroma ohišje z določeno radialno režo.
Navitje rotorja telesa rotacijskega transformatorja je povezano s primarno tuljavo dodatnega transformatorja. Električni signal v primarni tuljavi dodatnega transformatorja, to je električni signal v navitju rotorja, se posredno pošilja ven preko elektromagnetne sklopke in sekundarne tuljave dodatnega transformatorja.
Ta struktura se izogne škodljivim učinkom, ki jih povzroča slab stik med ščetkami in drsnimi obroči, s čimer se izboljšata zanesljivost in življenjska doba rotacijskega transformatorja, vendar se njegova velikost, teža in stroški povečajo. Trenutno imajo brezkrtačni rotacijski transformatorji dve strukturni obliki. Eden se imenuje brezkrtačni rotacijski transformator z obročastim transformatorjem, drugi pa se imenuje uporni rotacijski transformator.
**Rotacijski transformator z obročastim transformatorjem:** Ta struktura zagotavlja brezkrtačno in brezkontaktno vrtino. Desni del na sliki sta tipičen stator in rotor rotacijskega transformatorja z enakimi navitji statorja in rotorja kot brušeni rotacijski transformator za pretvorbo signala. Levi del je obročasti transformator. Njegovo eno navitje je na statorju, drugo pa na rotorju, nameščeno koncentrično.
Obročasto navitje transformatorja na rotorju je povezano z navitjem rotorja za pretvorbo signala, vhod in izhod njegovega električnega signala pa zaključi obročasti transformator.
**Uporni rotacijski transformator:** Vzbujevalno in izhodno navitje upornega rotacijskega transformatorja sta nameščena v isti niz statorskih rež in ostaneta fiksna. Vendar sta obliki vzbujalnega in izhodnega navitja različni. Izhodni signal dvofaznega navitja mora biti še vedno električni signal, ki se sinusno spreminja s kotom in ima 90° razliko električnega kota.
Oblika magnetnega pola rotorja je posebej zasnovana tako, da je magnetno polje zračne reže približno sinusno. Zasnova oblike rotorja mora ustrezati tudi zahtevanemu številu polov. Vidimo lahko, da oblika rotorja določa število parov polov in obliko magnetnega polja zračne reže. Relukcijski rotacijski transformatorji so na splošno izdelani v razcepljeni obliki in niso združeni skupaj, uporabniku pa so na voljo v razcepljeni obliki, ki jo uporabnik sestavi.
