旋轉(zhuǎn)變壓器用于運(yùn)動(dòng)伺服控制系統(tǒng)中，作為角度位置的傳感和測(cè)量用。早期的旋轉(zhuǎn)變壓器用于計(jì)算解答裝置中，作為模擬計(jì)算機(jī)中的主要組成部分之一。其輸出，是隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角作某種函數(shù)變化的電氣信號(hào)，通常是正弦、余弦、線性等。這些函數(shù)是最常見(jiàn)的，也是容易實(shí)現(xiàn)的。在對(duì)繞組做專門設(shè)計(jì)時(shí)，也可產(chǎn)生某些特殊函數(shù)的電氣輸出。但這樣的函數(shù)只用于特殊的場(chǎng)合，不是通用的。

60年代起，旋轉(zhuǎn)變壓器逐漸用于伺服系統(tǒng)，作為角度信號(hào)的產(chǎn)生和檢測(cè)元件。三線的三相的自整角機(jī)，早于四線的兩相旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用于系統(tǒng)中。所以作為角度信號(hào)傳輸?shù)男D(zhuǎn)變壓器，有時(shí)被稱作四線自整角機(jī)。隨著電子技術(shù)和數(shù)字計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字式計(jì)算機(jī)早已代替了模擬式計(jì)算機(jī)。所以實(shí)際上，旋轉(zhuǎn)變壓器目前主要是用于角度位置伺服控制系統(tǒng)中。由于兩相的旋轉(zhuǎn)變壓器比自整角機(jī)更容易提高精度，所以旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用的更廣泛。特別是，在高精度的雙通道、雙速系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用的多極電氣元件，原來(lái)采用的是多極自整角機(jī)，現(xiàn)在基本上都是采用多極旋轉(zhuǎn)變壓器。

旋轉(zhuǎn)變壓器是目前國(guó)內(nèi)的專業(yè)名稱，簡(jiǎn)稱“旋變”?。俄文里稱作“ВращающийсяТрансформатор”?，詞義就是“旋轉(zhuǎn)變壓器”。英文名字叫“resolver”，根據(jù)詞義，有人把它稱作為“解算器”或“分解器”。?

旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)

根據(jù)轉(zhuǎn)子電信號(hào)引進(jìn)、引出的方式，分為有刷旋轉(zhuǎn)變壓器和無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器。在有刷旋轉(zhuǎn)變壓器中，定、轉(zhuǎn)子上都有繞組。轉(zhuǎn)子繞組的電信號(hào)，通過(guò)滑動(dòng)接觸，由轉(zhuǎn)子上的滑環(huán)和定子上的電刷引進(jìn)或引出。由于有刷結(jié)構(gòu)的存在，使得旋轉(zhuǎn)變壓器的可靠性很難得到保證。因此目前這種結(jié)構(gòu)形式的旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用的很少，我們著重于介紹無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器。?

目前無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器有兩種結(jié)構(gòu)形式。一種稱作為環(huán)形變壓器式無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器，另一種稱作為磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器。

有刷式旋轉(zhuǎn)變壓器

它的轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)滑環(huán)和電刷直接引出，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，但因電刷與滑環(huán)是機(jī)械滑動(dòng)接觸的，所以旋轉(zhuǎn)變壓器的可靠性差，壽命也較短，目前這種結(jié)構(gòu)形式的旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用的很少，我們著重于介紹無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器。。

無(wú)刷式旋轉(zhuǎn)變壓器

它分為兩大部分，即旋轉(zhuǎn)變壓器本體和附加變壓器。附加變壓器的原、副邊鐵心及其線圈均成環(huán)形，分別固定于轉(zhuǎn)子軸和殼體上，徑向留有一定的間隙。

旋轉(zhuǎn)變壓器本體的轉(zhuǎn)子繞組與附加變壓器原邊線圈連在一起，在附加變壓器原邊線圈中的電信號(hào)，即轉(zhuǎn)子繞組中的電信號(hào)，通過(guò)電磁耦合，經(jīng)附加變壓器副邊線圈間接地送出去。

這種結(jié)構(gòu)避免了電刷與滑環(huán)之間的不良接觸造成的影響，提高了旋轉(zhuǎn)變壓器的可靠性及使用壽命，但其體積、質(zhì)量、成本均有所增加。

目前無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器有兩種結(jié)構(gòu)形式。一種稱作為環(huán)形變壓器式無(wú)刷旋轉(zhuǎn)變壓器，另一種稱作為磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器。

環(huán)形變壓器式旋轉(zhuǎn)變壓器

這種結(jié)構(gòu)很好地實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷、無(wú)接觸。圖中右側(cè)部分是典型的旋轉(zhuǎn)變壓器的定、轉(zhuǎn)子，在結(jié)構(gòu)上和有刷旋轉(zhuǎn)變壓器一樣的定、轉(zhuǎn)子繞組，作信號(hào)變換。左側(cè)是環(huán)形變壓器。它的一個(gè)繞組在定子上，一個(gè)在轉(zhuǎn)子上，同心放置。

轉(zhuǎn)子上的環(huán)形變壓器繞組和作信號(hào)變換的轉(zhuǎn)子繞組相聯(lián)，它的電信號(hào)的輸入輸出 由環(huán)形變壓器完成。

磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器

磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁繞組和輸出繞組放在同一套定子槽內(nèi)，固定不動(dòng)。但勵(lì)磁繞組和輸出繞組的形式不一樣。兩相繞組的輸出信號(hào)，仍然應(yīng)該是隨轉(zhuǎn)角作正弦變化、彼此相差90°電角度的電信號(hào)。

轉(zhuǎn)子磁極形狀作特殊設(shè)計(jì)，使得氣隙磁場(chǎng)近似于正弦形。轉(zhuǎn)子形狀的設(shè)計(jì)也必須滿足所要求的極數(shù)。可以看出，轉(zhuǎn)子的形狀決定了極對(duì)數(shù)和氣隙磁場(chǎng)的形狀。

磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器一般都做成分裝式，不組合在一起，以分裝形式提供給用戶，由用戶自己組裝配合。

旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

旋變的定、轉(zhuǎn)子上都分別嵌放有兩個(gè)匝數(shù)、線徑、幾何尺寸等完全相同且正交 90°的繞組，定轉(zhuǎn)子繞組都可用作勵(lì)磁或輸出，即定子繞組作為勵(lì)磁，則轉(zhuǎn)子繞組作為輸出，反之亦可。一次側(cè)一個(gè)繞組通電勵(lì)磁， 另一個(gè)正交繞組短路作補(bǔ)償， 以矯正磁路不對(duì)稱造成的勵(lì)磁磁軸偏移。由于多極旋變的工藝誤差已被多極分割得很小， 對(duì)勵(lì)磁磁軸偏移的影響亦很小， 所以通常多級(jí)旋變不設(shè)短路補(bǔ)償繞組。二次側(cè)一個(gè)繞組為正弦輸出繞組， 另一個(gè)為余弦輸出繞組。線性旋變一次側(cè)與二次側(cè)一個(gè)繞組串聯(lián)勵(lì)磁， 二次側(cè)另一個(gè)繞組作線性輸出。轉(zhuǎn)子繞組接在集電環(huán)上， 通過(guò)金屬電刷與外部出線端相連。

圖示：正余弦旋變和線性旋變示意圖

旋轉(zhuǎn)變壓器有單極對(duì)與多極對(duì)差別。多極旋變，是一種極對(duì)數(shù) p 大于1的正余弦旋變， 其精度隨極對(duì)數(shù)的增大而提高。一臺(tái)多極旋變常和一臺(tái)1對(duì)極旋變組裝成一體（可以是共鐵心共磁路， 也可以是分鐵心分磁路），稱雙通道多極旋變。其中，1對(duì)極部分稱為粗機(jī)，在系統(tǒng)中起定位作用。粗機(jī)一周之內(nèi)只有一個(gè)基準(zhǔn)電氣零位，而精機(jī)（多極部分）有多少對(duì)極就有多少個(gè)不確定的電氣零位，只有粗、精機(jī)零位最接近的那個(gè)電氣零位，才是共同的基準(zhǔn)電氣零位。以此電氣零位為基準(zhǔn)，輸出信號(hào)才能符合對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，精機(jī)常在系統(tǒng)中起精測(cè)作用。

旋變的主要作用是獲得高精度的位置信號(hào)，因此在設(shè)計(jì)、材料選用、機(jī)械加工等方面都特別講究。例如，旋變的鐵心沖片常選用高導(dǎo)磁性能的坡莫合金，沖片絕緣采用氧化膜處理。針對(duì)組裝式旋變，電刷絲（片）應(yīng)選用彈性好、耐磨、接觸電阻小的銀銅合金材料，轉(zhuǎn)動(dòng)部分裝設(shè)滾珠軸承。

從結(jié)構(gòu)形式上，旋變可分為有刷（有接觸式）旋變、無(wú)刷（無(wú)接觸式）旋變和比例式旋變。有刷旋變的轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)集電環(huán)和電刷與外部電路接通，其優(yōu)點(diǎn)是工藝性好、制造簡(jiǎn)單， 缺點(diǎn)是有接觸、可靠性差。無(wú)刷旋變一般用環(huán)形變壓器將電源從定子耦合到轉(zhuǎn)子上，給勵(lì)磁繞組勵(lì)磁，沒(méi)有集電環(huán)和電刷，其優(yōu)點(diǎn)是可靠性好、壽命長(zhǎng)，缺點(diǎn)是工藝難度大、磁阻大、靈敏度低。為了解決靈敏度低的問(wèn)題，無(wú)刷旋變多采用幾千赫的高頻電源勵(lì)磁。比例式旋變也稱為微型感應(yīng)調(diào)壓器，是一種可調(diào)輸出的有限轉(zhuǎn)角正余弦旋變，轉(zhuǎn)子電路用卷繞的鈹青銅簧片與外電路接通，卷角相對(duì)于基準(zhǔn)電氣零位大于 360°。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，調(diào)整比例式旋變軸上的齒輪機(jī)構(gòu)，便能得到所需要的電壓，再用鎖緊螺釘鎖住即可，其優(yōu)點(diǎn)是能得到不同比例的電壓，缺點(diǎn)是鎖緊機(jī)構(gòu)抗振性差。