旋轉變壓器原理與應用知識
一、旋轉變壓器簡介
旋轉變壓器（Resolver）是一種電磁式傳感器，又稱同步分解器。它是一種測量角度用的小型交流電動機，用來測量旋轉物體的轉軸角位移和角速度，由錠子和轉子組成。其中錠子繞組作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓，勵磁頻率通常用400、3000及5000Hz等。轉子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應電壓。旋轉變壓器的工作原理和普通變壓器基本相似，區別在于普通變壓器的原邊、副邊繞組是相對固定的，所以輸出電壓和輸入電壓之比是常數，而旋轉變壓器的原邊、副邊繞組則隨轉子的角位移發生相對位置的改變，因而其輸出電壓的大小隨轉子角位移而發生變化，輸出繞組的電壓幅值與轉子轉角成正弦、余弦函數關系，或保持某一比例關系，或在一定轉角范圍內與轉角成線性關系。旋轉變壓器在同步隨動系統及數字隨動系統中可用于傳遞轉角或電信號；在解算裝置中可作為函數的解算之用，故也稱為解算器。
旋轉變壓器一般有兩極繞組和四極繞組兩種結構形式。兩極繞組旋轉變壓器的錠子和轉子各有一對磁極，四極繞組則各有兩隊磁極，主要用于高精度的檢測系統。除此之外，還有多極式旋轉變壓器，用于高精度絕對式檢測系統。
二、旋轉變壓器的分類
按輸出電壓與轉子轉角間的函數關系，主要分三大類旋轉變壓器：
1、正-余弦旋轉變壓器——其輸出電壓與轉子轉角的函數關系成正弦或余弦函數關系。
2、線性旋轉變壓器——其輸出電壓與轉子轉角成線性函數關系。 線性旋轉變壓器按轉子結構又分成隱極式和凸極式兩種。
3、比例式旋轉變壓器——其輸出電壓與轉角成比例關系。
三、旋轉變壓器的應用
旋轉變壓器是一種精密角度、位置、速度檢測裝置，適用于所有使用旋轉編碼器的場合，特別是高溫、嚴寒、潮濕、高速、高震動、強電磁干擾等旋轉編碼器無法正常工作的場合。由于旋轉變壓器以上特點，可完全替代光電編碼器，被廣泛應用在伺服控制系統、機器人系統、機械工具、 汽車、電力、冶金、紡織、印刷、航空航天、船舶、兵器、電子、冶金、礦山、油田、水利、化工、輕工、建筑等領域的角度、位置檢測系統中。也可用于坐標變換、三角運算和角度數據傳輸、作為兩相移相器用在角度-數字轉換裝置中。
四、常用的反饋元件比較
不管采用何種方式，在電動機參與傳動時都需要速度反饋，控制器接收到速度反饋信號后控制電動機驅動機構將車速穩定在目標速度， 也可以根據速度選擇傳動方式。
常用的速度反饋元件有旋轉編碼器，霍爾速度傳感器、旋轉變壓器（簡稱旋變）。
從功能上來講，三者都能完成速度反饋的功能，但是編碼器由于碼盤防護等級不高，容易震壞，雖然有較高的分辨率，但是維修頻率高，從而影響整臺車質量可靠性；霍爾速度傳感器價格便宜、但是分辨率低，使得控制精度受到限制，而且霍爾元件長時間受熱后磁性會減弱，所以使用壽命不長；旋轉變壓器由于轉子和定子分離，無接觸，而且采用無刷設計，所以有很高的防護等級，能耐高強度的震動，不怕水和油污，使用壽命可以長達數十年，另外采用專用的轉換芯片解碼，可以將旋變輸出的模擬信號轉換為數字信號，有和旋轉編碼器相當的解碼精度。