TRANSFORMATOR

Princip rada transformatora primenjen kod nekih senzora kao što je rizolver (resolver), pa čemo se osvrnuti na princip transformacije napona na namotajima primara i sekumdara.

Pri proticanju struje kroz primarne namotaje, vezane za izvor narajanja, kroz feromagnetno jezgro će se formirati elektromagnetno polje. Zbog velike magnetne provodljivost linije polje će se izdužiti i zatvoriti kroz jezgro formirajući oblik prikazan slikom koja sledi.

Zbog proticanja promenjive (naizmenične) struje kroz primarni kalem, formiraće se i promenljivo polje srazmerno struji. Intenzitit polja će biti:

B = i

Zbog promenljivog intenziteta polja kroz namotaje sekundarnog kalema dolazi do reaktivnog indukovanja struje u cilju poništavanja nastalih promena polja. Tada se na krajevima sekundara indukuje elektromotorna sila srazmerna promeni polja. Tačnije srazmerno promeni fluksa koji je proizvod polja i poprečnog preseka kalema, = B S. Kako je poprečni presek nepromenljiv, promena fluksa se svodi na promenu magnetnog polja na sledeći način:

= - Ns = - Ns = - Ns Ss

(Faraday's Law of Electromagnetic Induction states that when a conductor moves through a magnetic field an electromotive force (e.m.f.) is induced across it proportional to the rate of cutting flux. )

(Kao konstanta u vremenu, S se može izvući ispred izvoda po vremenu)

Kako je polje i u primaru i u sekundaru istog intenziteta, možemo ga zameniti izrazom koji smo dobili računajući ga u primaru u zavisnosti od pobudne struje:

= - Ns Ss ( i)

= - Ns S ( i)

= - Ns Np

LVDT linear variable differential transformerUZ SLAJDOVE: 29,41,42

Senzor za merenje linearnog pomeraja na principu razlike indukovane ems. Sastoji se od nepokretnog dela sa tri kalema i jednog magnetopropusnog jezgra koje se može pokretati kroz cilindar oko koga su namotani kalemovi. Unutračnji namot je primarni, odnosno pobuđivan iz izvora naizmenične struje. Magnetno polje koje se prostire kroz primarni kalem, proteže se i kroz sekundarne kalemove. Zbog promenljive prirode polja i fluksa (jer je = B S, a za isti poprečni presek promena polja je isto što i promena fluksa.) u kalemovima sekundara se indukuje naizmenična ems (elektromotorna sila - napon).

Kada je jezgro pozicionirano na sredini, indukovani naponi u sekundarnim namotajima su jednaki. Međutim kada dođe do pomeranja na jednu stranu, tada se polje zatvara tako da obuhvata veći broj namotaja jednog kalema u odnosu na drugi sekundarni, pa se na taj

način razlikuju i ems po amplitudi ( = - N ). Porast apmlitude u jednom od U bi

značio smanjenje od U u drugom sekundarnom namotaju..Ako se ova dva kalema povežu tako da se njihovi naponi oduzimaju tada razlika u amplitudama iznosi U + U- (U - U) = 2 U pa se dobije sinusoidalan signal amplitude 2 U. Kada je jezgro pozicionirano na sredini, mereni napon je 0V.

Figure 5.6 The LVDT has a movable core with the three coils as shown.

http://www.phys.ubbcluj.ro/~anghels/teaching/SIS/diverse_materiale/

senzori_miscare_engl.pdf

Šema LVDT LVDT sensor za precizno merenje pomeraja do 300mm

Talasni oblici signala na kalemovima kada je pomeraj 0.

RIZOLVER (RESOLVER)

haveGrađom, a i spoljačnjošću podseća na elekrični motor, jer ima stator i rotor. Na namotaje statora se dovodi naizmenična struja, koja indukuje struju kroz namotaje rotora, odnosno sekundarnog namotaja. Intenzitit indukovane struje zavisi od položaja rotorskog namotaja koji može da rotira zajedno sa osovinom u odnosu na namoraje statora.

A resolver is a rotary transformer where the magnitude of the energy through the resolver windings varies sinusoidally as the shaft rotates. A resolver control transmitter has one primary winding, the Reference Winding, and two secondary windings, the SIN and COS Windings. (See figure 1.1, Resolver Cross Section). The Reference Winding is located in the rotor of the resolver, the SIN and COS Windings in the stator. The SIN and COS Windings are mechanically displaced 90 degrees from each other. In a brushless resolver, energy is supplied to the Reference Winding (rotor) through a rotary transformer. This eliminates brushes and slip rings in the resolver and the reliability problems associated with them.

In general, in a control transmitter, the Reference Winding is excited by an AC voltage called the Reference Voltage (Vr). (See figure 1.2, Resolver Schematic). The induced voltages in the SIN and COS Windings are equal to the value of the Reference Voltage multiplied by the SIN or COS of the angle of the input shaft from a fixed zero point. Thus, the resolver provides two voltages whose ratio represents the absolute position of the input shaft. (SIN θ / COS θ = TAN θ, where θ = shaft angle.) Because the ratio of the SIN and COS voltages is considered, any changes in the resolvers’ characteristics,

such as those caused by aging or a change in temperature, are ignored. An additional advantage of this SIN / COS ratio is that the shaft angle is absolute. Even if the shaft is rotated with power removed, the resolver will report its new position value when power is restored.

Figure 1.2 Brushless Resolver Control Transmitter Schematic