Вращающийся трансформатор (ВТ) представляет собой индукционную электрическую микромашину переменного тока, предназначенную для преобразования угла поворота Θ в напряжение, пропорциональное некоторым функциям угла, например sin Θ или cos Θ, или самому углу Θ поворота ротора.
Вращающийся трансформатор состоит из двух основных частей: неподвижной — статора и подвижной — ротора. В пазах статора и ротора размещено по две распределенные обмотки, сдвинутые между собой на 90 эл. град (рис. 44). Обмотки статора обычно называют: c1, с2 — главная, или обмотка возбуждения, с3, с4 — вспомогательная, или квадратурная; обмотки ротора: p1, р2 — синусная, р3, р4 — косинусная. Обмотки статора и ротора выполняют одинаковыми, т. е. с одинаковым числом витков, одним сечением обмоточного провода и одной схемой.
Отсчет угла поворота Θ ротора производится от оси синусной обмотки p1, р2 до оси вспомогательной обмотки с3, с4 статора. Концы статорных обмоток подводятся к соединительным колодкам непосредственно, а концы роторных — через токосъемное устройство с помощью контактных колец и щеток (при неограниченном угле поворота ротора) и с помощью спиральных пружин (при ограниченном угле поворота). Статор и ротор собирают из листов электротехнической стали или пермаллоя.
Главная особенность ВТ состоит в том, что коэффициент взаимной индукции между обмотками статора и ротора с высокой степенью точности изменяется по синусоидальному (косинусоидальному) закону. Это достигается при выполнении специальных требований, основными из которых являются: схема статорных обмоток должна обеспечивать синусоидальный закон распределения м. д. с. в воздушном зазоре, схема роторных обмоток — обеспечивать уничтожение высших гармоник э. д. с.
Рис. 44. Схема включения ВТ
В зависимости от схемы включения и выполняемых функций ВТ могут работать в различных режимах. Их широко применяют в автоматических счетно-решающих устройствах, предназначенных для алгебраических и тригонометрических операций, для преобразования координат. В системах автоматического регулирования ВТ используют в качестве измерителей рассогласования, фиксирующих отклонение системы от некоторого положения. В качестве примеров таких систем на судне можно указать автоматический бесконтактный рулевой (АБР), радиолокационную станцию (РЛС).
Масштабный ВТ и ВТ — преобразователь координат.
Масштабный ВТ служит для согласования масштабов отдельных узлов схем. Он должен приводить в соответствие выходное напряжение предыдущей ступени с требуемым входным напряжением последующей ступени без нарушения закона изменения напряжения. С помощью ВТ легко осуществить преобразование координат на плоскости: от декартовой системы к полярной, от одной декартовой к другой, повернутой на некоторый угол, а также другие преобразования.
Рис. 45. Схемы включения СКВТ с первичным симметрированием и ЛВТ — с вторичным
Рис. 46. Схема трансформаторной синхронной передачи на ВТ
ВТ в режиме трансформаторной синхронной передачи.
С помощью ВТ может быть выполнена наиболее точная одноотсчетная система трансформаторной синхронной передачи (рис. 46).
Схема содержит ВТ-датчик Д и ВТ-приемник П, вторичные обмотки которых включены встречно и образуют цепь синхронизации. При подаче питания на обмотку возбуждения датчика от сети переменного тока в воздушных зазорах обоих ВТ образуются пульсирующие магнитные потоки, оси которых составляют одинаковые углы с осями обмоток синхронизации датчика и приемника. В случае поворота ротора датчика на некоторый угол Θ на этот же угол поворачивается магнитный поток приемника. Этот угол поворота фиксируется обмоткой управления, где пульсирующий магнитный поток приемника индуктирует управляющую э.д. с., пропорциональную углу поворота ротора датчика. Сигнал обмотки управления поступает на привод исполнительного механизма.
