数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 图5.3四级旋转变压器 在 态下，旋转变压器的定子两相正交绕组即正弦绕组S和余弦绕组C中分别加上幅值相 等、频率相同而相位相差90度的正弦交流电压，如图5.3所示，即 U=Ucosot 因为此两相励磁电压会产生旋转磁场，所以在转子绕组中（另一绕组短接）感应电动势为 U2-U,sin 0+Ue cos0 上式可变换为 测量转子绕组输出电压的相位角日，便可测得转子相对于定子的空间转角位置。在实际应用时， 把对定子正弦绕组励磁的交流电压相位作为基准相位，与转子绕组输出电压相位作比较，来确定转 子转角的位移。 2.鉴幅型 在这种应用中，定子两相绕组的励磁电压为颜率相同、相位相同而幅值分别按正弦、余弦规律 变化的交变电压，即 U.=Uasin 0 sin t Ue=Umcos sin 告月 即合成在中有失感电动势大小与转于和定于的相对 U=KU sin(g)nar 如果0m-0,则U=0 从物理意义上理解，0=0表示定子绕组合成磁通①与转子的线圈平面平行，即没有磁力线穿 过转子绕组线圈，故感应电动势为零。当中垂直转子绕组线圈平面，即0一0士90°时，转子绕组 中感应电动势最大。 实际应用中，根据转子误差电压的大小，不断修改定子励磁信号的？（即励磁幅值），使其跟 踪0的 化。当感应电动势U的幅值KU sin(0一0m)为零时，说明0角的大小就是被测角位 移0m的 统中男为提 通旋转变压器 多极式旋转变压器， 精 加定子( 为机械转角的倍数，从而提高测量精度。 第三节感应同步器 和 来的，也是一种电磁式的检测传感器，按其结构可分为直线 。这里若重介绍直线式感应同步器。 直式成 应同步器用于直线 构相当于一个展开的多极旋转变压器。它的主要部件包括定尺和滑尺，定尺安装在机床床身上，滑 尺则安装于移动部件上，随工作台一起移动。两者平行放置，保持0.2-0.3mm的间隙，如图54所 示 兰州交通大学机电工程学院 4 数控技术及应用教案及讲稿 上部分：数控技术及编程 兰州交通大学机电工程学院 4 图 5.3 四级旋转变压器 1．鉴相型 在这种状态下，旋转变压器的定子两相正交绕组即正弦绕组 S 和余弦绕组 C 中分别加上幅值相 等、频率相同而相位相差 90 度的正弦交流电压，如图 5.3 所示，即 Us=Umsinωt Uc=Umcosωt 因为此两相励磁电压会产生旋转磁场，所以在转子绕组中（另一绕组短接）感应电动势为 U2= Us sinθ+ Uc cosθ 上式可变换为 U2= KUmsinωtsinθ+ KUm cosωt cosθ= KUm cos（ωt-θ） 测量转子绕组输出电压的相位角θ，便可测得转子相对于定子的空间转角位置。在实际应用时， 把对定子正弦绕组励磁的交流电压相位作为基准相位，与转子绕组输出电压相位作比较，来确定转 子转角的位移。 2．鉴幅型 在这种应用中，定子两相绕组的励磁电压为频率相同、相位相同而幅值分别按正弦、余弦规律 变化的交变电压，即 Us=Umsinθsinωt Uc=Umcosθsin ωt 励磁电压频率为 2~4kHz。 定子励磁信号产生的合成磁通在转子绕组中产生感应电动势 U2，其大小与转子和定子的相对位 置θm 有关，并与励磁的幅值 Umsinθ和 Umcosθ有关，即 U2= KUm sin（θ－θm）sin ωt 如果θm=θ，则 U2=0。 从物理意义上理解，θm=θ表示定子绕组合成磁通Ф与转子的线圈平面平行，即没有磁力线穿 过转子绕组线圈，故感应电动势为零。当Ф垂直转子绕组线圈平面，即θm=θ±90°时，转子绕组 中感应电动势最大。 在实际应用中，根据转子误差电压的大小，不断修改定子励磁信号的θ（即励磁幅值），使其跟 踪θm 的变化。当感应电动势 U2 的幅值 KUm sin（θ－θm）为零时，说明θ角的大小就是被测角位 移θm 的大小。 另外，普通旋转变压器测量精度较低，一般用于精度要求不高或大型数控机床的粗测或中测系 统中。为提高精度，近年来常采用多极式旋转变压器，即增加定子（转子）的极对数，使电气转角 为机械转角的倍数，从而提高测量精度。 第三节 感应同步器 一、 感应同步器的结构和工作原理 感应同步器是从旋转变压器发展而来的，也是一种电磁式的检测传感器，按其结构可分为直线 式和旋转式两种。这里着重介绍直线式感应同步器。直线式感应同步器用于直线位移的测量，其结 构相当于一个展开的多极旋转变压器。它的主要部件包括定尺和滑尺，定尺安装在机床床身上，滑 尺则安装于移动部件上，随工作台一起移动。两者平行放置，保持 0.2~0.3mm 的间隙，如图 5.4 所 示