Вращающийся трансформатор

Вращающийся трансформатор

Вращающийся трансформатор (ВТ) – это особый вид трансформатора, в котором одна или несколько обмоток могут вращаться относительно другой обмотки или обмоток. Этот тип трансформаторов был изобретен в начале 20 века и изначально использовался в качестве элемента системы передачи угла. Однако, со временем, вращающиеся трансформаторы нашли широкое применение и в других областях, таких как измерение угла поворота, измерение скорости вращения, а также в качестве элементов систем управления и автоматики.
Принцип работы вращающегося трансформатора
Основная идея ВТ заключается в том, что напряжение на выходе одной обмотки связано с углом поворота этой обмотки относительно другой обмотки. Таким образом, с помощью изменения угла можно регулировать выходное напряжение.
Рассмотрим простейший ВТ, который состоит из двух обмоток: первичной и вторичной. Первичная обмотка имеет N1 витков, а вторичная обмотка – N2 витков. Если первичная обмотка неподвижна, то вторичная обмотка может вращаться вокруг своей оси. При этом магнитные потоки, создаваемые обмотками, будут пересекать друг друга, наводя в обмотках ЭДС.
Если первичная обмотка находится под напряжением U1, то на ее выводах будет ЭДС, равная E1 = U1N1. Если вторичная обмотка повернется на угол α, то в ней будет наводиться ЭДС: E2 = U2N2cosα, где U2 – напряжение на выводах вторичной обмотки.
Таким образом, выходное напряжение ВТ будет зависеть от угла поворота вторичной обмотки и числа витков в обмотках.
Применение вращающихся трансформаторов
Измерение угла поворота: с помощью вращающегося трансформатора можно измерять угол поворота одной детали относительно другой. Это возможно благодаря тому, что выходное напряжение трансформатора связано с углом поворота.
Измерение скорости вращения: если использовать ВТ в сочетании с датчиком частоты вращения (тахогенератором), то можно измерить скорость вращения вала.
Системы автоматики и управления: вращающиеся трансформаторы могут использоваться в качестве элементов системы управления, например, для управления скоростью вращения электродвигателя.
Преобразователи угла в код: вращающийся трансформатор может быть использован для преобразования угла поворота в цифровой код.
Заключение
Вращающиеся трансформаторы имеют широкий спектр применения благодаря своей уникальной способности изменять выходное напряжение в зависимости от угла поворота одной обмотки относительно другой.
Они нашли свое применение в различных областях, начиная от измерения угла поворота и заканчивая системами управления и автоматики.