精密比率变压器在旋转变压器中运用案例

　测试旋转变压器 （也称为同步旋转变压器）要达到非常小的角度增量或高于1弧/秒（0.00028度）的准确性需要高精密仪器。高精度比率变压器可以提供在测试旋转变压器 时小角度增量所需的精度和分辨率。本文档讨论作为测试同步旋转变压器的标准精密比率变压器如何使用的问题。
 　　为了检验旋转变压器的角度精度， 我们把交流参考电压源，旋转变压器，比率变压器和相角电压表（PAV，或相位计）按图1所示进行连接。旋转变压器的S4连接到比率变压器的输入端。 S1连接到相角电压表（PAV）的一个信号输入端。S3和S2连接到比率变压器的公共输入端。精确地设置轴到一个已知角。比率变压器是个交流分压器，它被 设置为轴角正切。S4将乘以比率变压器的比率参数，由于S4输出的是测试旋转变压器余弦量，所以比率变压器的输出应等于旋转变压器的正弦输出。S1是旋转 变压器的正弦输出，所以比率变压器的输出应等于S1。如果两个输出相等，PAV会指示零。如果PAV没有指示零，调节比率变压器的设置，直到指示零为止。 比率变压器设置参数的反正切值即旋转变压器输出量的角度。例如，如果旋转变压器的轴角为22.5°，则比变压器的参数应设为22.5°的正切值，即 0.4142136。零指针没指示零则调节比率变压器直到指示零为止。最后比率变压器设置为0.4040262；反正切值是22.0 °。因此，旋转变压器误差是0.5 °。

  　　0°-45°和180-225 °的角度范围。通过改变旋转变压器的输出连接方式，可以完成其他角度的测试。有两个问题需要注意：
1） 在特定角度下，要把较大的输出量连接到比率变压器的输入端。这是因为比率变压器的设置参数（轴角正切）必须小于等于1。在0 °-45 °时由于余弦比正弦大，所以正切小于1。在45 °-90 °时正弦较大，因此正弦就作为比率变压器的输入。比率变压器则设置为正切的倒数，或叫余切，因为余切是小于1的。参考图2。
2）两个连接到比率变压器公共输入端的两个输出量应有相同的极性。在0-90 °正弦和余弦是正数，所以S3和S2连接到公共输入端。在90-180 °正弦是正数，余弦是负数，所以S3和S4连接到公共输入端。

  　　另外要考虑的就是如何定位旋转变压器到已知的一个起点。对一些旋转变压器而言如果不能电动定 位，可能有机械的方法。按照图1所示连接，设置比率变压器所有参数为零。然后转动旋转变压器的轴，直到PAV指示零。表示此时是0°或180°。稍稍增加 轴的角度，如果相角电压表显示为负压，则旋转变压器是180°。如果显示为正压，则旋转变压器是在0°。
  　　测试的准确性取决于许多变量，如 相位角电压表的准确度和精度，旋转变压器设置的轴角的准确度。比率变压器的每个型号的精度和分辨率是不一样的。具体型号的精确度往往取决于比率设定和参考 信号频率。在图1中，使用的是TEGAM PRT-73型号。该PRT-73可以通过IEEE – 488总线远程控制，如果测试需要的其他设备也可以远程控制，则整个测试过程可以实现自动化。

  　　该PRT-73的精度是0.1ppm，换算成角分辨率为0.0000057 º或0.02’’。PRT-73的精度依赖于参考频率及其参数设置。50至1000Hz 下，PRT-73较坏的情况下线性度为0.9ppm，优于0.2’’精度。

  　　这是一种非常准确和精确的测试旋转变压器的方法。此外，通过使用可远程控制设备，如TEGAM 的PRT-73型号，测试过程可以实现自动化。除了PRT-73，TEGAM提供全系列手动操作比率变压器和旋转变压器模拟器及标准。