差動(dòng)變壓器

差動(dòng)變壓器位移變送器

由同心分布在線圈骨架上一初級(jí)線圈P，二個(gè)級(jí)線圈S1 和S2 組成， 線圈組件內(nèi)有一個(gè)可自由移動(dòng)的桿裝磁芯（鐵芯），當(dāng)鐵芯在線圈內(nèi)移動(dòng)時(shí)，改變了空間的磁場(chǎng)分布,從而改變了初次級(jí)線圈之間的互感量M，當(dāng)初級(jí)線圈供給一定頻率的交變電壓時(shí)，次級(jí)線圈就產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 隨著鐵芯的位置不同， 次級(jí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也不同， 這樣， 就將鐵芯的位移量變成了電壓信號(hào)輸出。

差動(dòng)變壓器保護(hù)裝置

變壓器的差動(dòng)保護(hù)是變壓器的主保護(hù)，是按循環(huán)電流原理裝設(shè)的。 差動(dòng)變壓器保護(hù)主要用來(lái)保護(hù)雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時(shí)也可以用來(lái)保護(hù)變壓器單相匝間短路故障。 在繞組變壓器的兩側(cè)均裝設(shè)電流互感器，其二次側(cè)按循環(huán)電流法接線，即如果兩側(cè)電流互感器的同級(jí)性端都朝向母線側(cè)，則將同級(jí)性端子相連，并在兩接線之間并聯(lián)接入電流繼電浪。

差動(dòng)變壓器的工作原理是將非電量的位移變化變換成線圈的互感變化，它本身是一種互感式變壓器。當(dāng)變壓器的互感量隨位移的變化而變化時(shí)，輸出電壓將相應(yīng)發(fā)生變化。常用的螺旋式差動(dòng)變壓器由銜鐵、一次線圈、二次線圈和線圈骨架組成，如圖1所示。

一次線圈作為變壓器激勵(lì)用，二次線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)與電氣參數(shù)相同的線圈反相串接而成，二次線圈因互感產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。其感應(yīng)電勢(shì)的理論計(jì)算如下：

E₂₁=－jωM₁I_1；

E₂₂=－jωM₂I₂。

輸出電勢(shì)總和為：

E₀=E₂₁－E₂₂=－jω（M₁－M₂）I_1。

當(dāng)銜鐵處在中間位置時(shí)，若兩個(gè)二次線圈參及磁路尺寸相等，則

M₁=M₂=M，可得E₀=－jω（M₁－M₂）I₁=0。

當(dāng)銜鐵偏離中間位置時(shí)，M₁≠M(fèi)₂，變壓器處在差動(dòng)工作狀態(tài)，M₁=M ΔM，M₂=M－ΔM，一定范圍內(nèi)差值ΔM與銜鐵軸向位移X成正比，在負(fù)載開(kāi)路的情況下，其輸出電勢(shì)為：

E₀=－jω（M₁－M₂）I₁=－jω[（M ΔM）－（M－ΔM）]I₁=－jω₂ΔMI₁=－jω₂ΔME_i/（R₁ jωL₁）。

其中M₁、M₂分別為一次與二次線圈之間的互感；L₁、R₁為一次線圈的電感和電阻；E_i為一次線圈的激勵(lì)電壓；E₂₁、E₂₂分別為兩個(gè)二次線圈的感應(yīng)輸出電勢(shì)；E0為差動(dòng)輸出電勢(shì)；X軸上示出銜鐵偏離中心位置的距離。

差動(dòng)變壓器差動(dòng)變壓器在腳踏主令控制器中的應(yīng)用

腳踏主令控制器是一種應(yīng)用于石油電控系統(tǒng)中的電氣控制器件，該器件是操作人員通過(guò)腳踩踏板的方式，使一組四桿機(jī)構(gòu)在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)一個(gè)偏心的凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳遞給差動(dòng)變壓器的銜鐵產(chǎn)生一定的線性位移，差動(dòng)變壓器由于銜鐵的位移而輸出相應(yīng)可控的電氣量，從而實(shí)現(xiàn)了電氣控制的要求。該器件的電氣性能要求為輸入50Hz、220V交流電壓，當(dāng)腳踏板在0－26°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出電壓能在0－18V范圍內(nèi)均勻變化。

腳踏主令控制器的結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。

腳踏板2一端開(kāi)啟，另一端穿套在兩端裝有軸承的踏板軸6上，可繞軸旋轉(zhuǎn)并通過(guò)復(fù)位彈簧5復(fù)位。腳踏板2的初始位置及角度行程通過(guò)踏板調(diào)節(jié)螺母4調(diào)節(jié)并鎖緊，腳踏板2通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)3與凸輪軸8相聯(lián)，偏心凸輪7通過(guò)鍵連接固定在橫穿于基座9的凸輪軸8上，基座9與腳踏座1、圓筒17相聯(lián)，形成一密閉腔體，凸輪機(jī)構(gòu)與差動(dòng)變壓器安裝在腔體中。銜鐵部件10前端是一頭部嵌有可轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠的圓柱體，該圓柱體與通過(guò)螺釘連接于基座9的支撐件11的沉孔面形成可動(dòng)配合，銜鐵通過(guò)螺紋連接于圓柱體上，在銜鐵彈簧12作用下可自由作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；銜鐵部件10通過(guò)滾珠與偏心凸輪7邊緣緊貼，可減小摩擦，使得銜鐵驅(qū)動(dòng)靈活；繞組13的一端卡在支撐件11的凹槽里，另一端用設(shè)有凹槽的壓板14通過(guò)固定螺桿壓緊；外殼是前端與支撐件11螺紋連接、后端有底蓋15的圓筒17，進(jìn)出線通過(guò)固定在底蓋15上的電纜引入裝置16引入。

該器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，外殼材料為不銹鋼或黃銅、鋼材經(jīng)過(guò)表面光亮鍍鎳處理，外觀精致，各螺紋連接處均設(shè)有密封圈，外殼防護(hù)等級(jí)可達(dá)到IP44以上。該器件的四桿機(jī)構(gòu)3和偏心凸輪7的設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足腳踏板與凸輪軸的傳動(dòng)特性和凸輪機(jī)構(gòu)的輸入特性要求，當(dāng)腳踏板0－26°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸輪軸可在0－90°范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，銜鐵的位移在0－18mm范圍內(nèi)呈線性變化。使用時(shí)，當(dāng)腳踏板2踏下角度準(zhǔn)時(shí)，凸輪軸8轉(zhuǎn)過(guò)角度準(zhǔn)1，銜鐵部件10在偏心凸輪7的推動(dòng)下，帶動(dòng)銜鐵在線圈軸線方向產(chǎn)生相應(yīng)的線位移S，從而兩副邊線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓差E。因此，其輸出電壓E與轉(zhuǎn)角準(zhǔn)基本成線性關(guān)系，能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

差動(dòng)變壓器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、良好的環(huán)境適應(yīng)性、靈敏度高、測(cè)量精度高、線性度好、輸出穩(wěn)定且輸出曲線光滑以及驅(qū)動(dòng)力小等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)各種線位移的測(cè)量與轉(zhuǎn)換、儀表儀器以及傳感器技術(shù)當(dāng)中。介紹一種差動(dòng)變壓器在給定線性位移的情況下輸出一定的可控電氣量，從而實(shí)現(xiàn)主令控制的應(yīng)用。針對(duì)設(shè)計(jì)制造、試制調(diào)試的過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，分析了差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因和對(duì)實(shí)際電氣控制的影響，以及差動(dòng)變壓器的幾何形狀尺寸、電和磁的各種參數(shù)的對(duì)稱(chēng)性對(duì)零點(diǎn)殘余電壓的影響。

2012年11月5日，《直流差動(dòng)變壓器式位移傳感器》發(fā)布。

2013年2月15日，《直流差動(dòng)變壓器式位移傳感器》實(shí)施。

LVDT傳感器結(jié)構(gòu)分以下幾個(gè)部分：外管，內(nèi)管，線圈，前后端蓋，電路板，屏蔽層，出線等部分構(gòu)成。

外管采用不銹鋼制成，內(nèi)管可采用不銹鋼或塑料等。電路板的作用是提供LVDT的初線線圈一個(gè)激勵(lì)信號(hào)，通過(guò)差動(dòng)變壓器原理，在次級(jí)產(chǎn)生的輸出信號(hào)進(jìn)入電路板進(jìn)行信號(hào)處理，使輸出信號(hào)變成標(biāo)準(zhǔn)的可被計(jì)算機(jī)或PLC使用的電壓0-5V或4-20mA輸出。