根據轉子電信號引進、引出的方式,分為有刷旋轉變壓器和無刷旋轉變壓器。在有刷旋轉變壓器中,定、轉子上都有繞組。轉子繞組的電信號,通過滑動接觸,由轉子上的滑環和定子上的電刷引進或引出。由于有刷結構的存在,使得旋轉變壓器的可靠性很難得到保證。因此目前這種結構形式的旋轉變壓器應用的很少,我們著重于介紹無刷旋轉變壓器。目前無刷旋轉變壓器有兩種結構形式。一種稱作為環形變壓器式無刷旋轉變壓器,另一種稱作為磁阻式旋轉變壓器。
1)環形變壓器式旋轉變壓器 圖1示出環形變壓器式無刷旋轉變壓器的結構。這種結構很好地實現了無刷、無接觸。圖中右側部分是典型的旋轉變壓器的定、轉子,在結構上和有刷旋轉變壓器一樣的定、轉子繞組,作信號變換。左側是環形變壓器。它的一個繞組在定子上,一個在轉子上,同心放置。 轉子上的環形變壓器繞組和作信號變換的轉子繞組相聯,它的電信號的輸入輸出 由環形變壓器完成。
2)磁阻式旋轉變壓器 圖2是一個10對極的磁阻式旋轉變壓器的示意圖。磁阻式旋轉變壓器的勵磁繞組和輸出繞組放在同一套定子槽內,固定不動。但勵磁繞組和輸出繞組的形式不一樣。兩相繞組的輸出信號,仍然應該是隨轉角作正弦變化、彼此相差90°電角度的電信號。轉子磁極形狀作特殊設計,使得氣隙磁場近似于正弦形。轉子形狀的設計也必須滿足所要求的極數。可以看出,轉子的形狀決定了極對數和氣隙磁場的形狀。磁阻式旋轉變壓器一般都做成分裝式,不組合在一起,以分裝形式提供給用戶,由用戶自己組裝配合。
圖2 磁阻式旋轉變壓器結構示意
3) 多極旋轉變壓 圖3多極旋轉變壓器的結構示意圖。圖3 a)、b) 是共磁路結構,粗、精機定、轉子繞組公用一套鐵心。所謂粗機,是指單對磁極的旋轉變壓器,它的精度低,所以稱為粗機;精機是指多對極的旋轉變壓器,由于精度高,多對磁極的旋轉變壓器稱為精機。其中圖3a) 表示的是旋轉變壓器的定子和轉子組裝成一體,由機殼、端蓋和軸承將它們連在一起。稱為組裝式,圖3b) 的定轉子是分開的,稱為分裝式。圖3c)、d) 是分磁路結構,粗、精機定、轉子繞組各有自己的鐵心。其中圖4c)、d)都是組裝式,只是粗、精機位置安放的形式不一樣,圖3c) 的粗、精機平行放置,圖3d) 粗、精機是垂直放置,粗機在內腔。另外,很多時候也有單獨的多極旋轉變壓器。應用時,若仍需要單對極的旋轉變壓器,則另外配置。
圖3多極旋轉變壓器結構示意
對于多極旋轉變壓器,一般都必須和單極旋轉變壓器組成統一的系統。在旋轉變壓器的設計中,如果單極旋轉變壓器和多極旋轉變壓器設計在同一套定、轉子鐵心中,而分別有自己的單極繞組和多極繞組。這種結構的旋轉變壓器稱為雙通道旋轉變壓器。如果單極旋轉變壓器和多極旋轉變壓器都是單獨設計,都有自己的定、轉子鐵心。這種結構的旋轉變壓器稱為單通道旋轉變壓器。