旋转变压器

前言

不同类型的电机在性能，尺寸，操作方面都存在很大差异，例如我们区分了同步电机（SPM，IPM，磁阻），异步交流电机，直流电机等。

尽管其中一些电机也可以通过直接连接到电源来运行，但是这些电机的旋转，调节和运动控制几乎总是需要逆变器或伺服驱动器以及位于电机转子上的位置传感器提供或多或少的精密控制。

电机中使用了几种位置传感器，旋转变压器就是其中之一。

它是如何工作的？

旋转变压器是一种机电感应传感器，用于测量旋转应用和电机中使用的角位移。在技术上类似于变压器，它通过提供正弦电压信号在单匝上提供绝对位置。它用于检测电机旋转元件和轴的速度，方向和位置。与数字传感器对应的称为编码器。

旋转变压器由两组圆形线圈组成，这些线圈布置在由绝缘叠片制成的铁芯上。转子线圈（固定在电机轴上）和定子线圈（固定在电机的定子上）的作用类似于变压器，通过气隙将电压感应到线圈转子。旋转变压器在铁芯上的绕组之间使用磁通量，其方式与变压器的行为非常相似。通过适当地将数个线圈彼此异相组合，生成了电压正弦和余弦信号，提供了等效于转子和定子之间绝对角度的模拟电压。

旋转变压器提供的模拟信号被发送到伺服驱动器，伺服驱动器将其转换为分辨率为16Bit（65536ppr）的数字信号。伺服驱动器可以通过“模拟编码器”输出将增量编码器类型的信号传递给数控系统。此输出可以设置为4种分辨率：256、1024、4096和16384 ppr。

优势

旋转变压器相当于单圈绝对编码器，但通常被认为是配备霍尔传感器的增量编码器的替代品。最直接的优点是对旋转的分辨率，因为信号的插值通常是12/14位，相当于4096/16384ppr。在最好的情况下，如在HDT驱动器中，此分辨率上升到16位，等于65536ppr（驱动器的内部分辨率）。增量编码器提供最多1024或2500ppr的分辨率。与编码器相比，一个不太明显但明显压倒性的优势在于，旋转变压器没有光学传感器或机载电子设备，因此非常稳定，完全适用于必须放置在高温恶劣环境中的电机。

劣势

旋转变压器的主要缺点在于信号的准确性。 产生的信号是由绕组产生的，因此它们不能保证像光学编码器产生的信号一样纯净。 因此，尽管分辨率和定位精度高于增量编码器，但信号清除效果却不尽相同，因此会在电机控制期间产生噪声，在某些应用中可能不被接受。