Ротационный (вращающийся) трансформатор — это специализированный трансформатор, используемый для соединения электрических сигналов между двумя частями, которые вращаются относительно друг друга. [1] Они могут иметь либо цилиндрическую, либо «блинную» форму.
Скользящие кольца могут использоваться для той же цели, [ необходима ссылка ], но они подвержены трению , износу , прерывистому контакту и ограничениям по скорости вращения, которые могут быть приняты без повреждения. Износ можно устранить, используя бассейн жидкой ртути или жидкометаллического сплава вместо сплошного кольцевого контакта, но токсичность и медленная коррозия ртути являются проблематичными, и очень высокие скорости вращения снова труднодостижимы. Вращающийся трансформатор не имеет ни одного из этих ограничений.
Вращающиеся трансформаторы изготавливаются путем намотки первичной и вторичной обмоток на отдельные половины чашечного сердечника ; эти концентрические половины обращены друг к другу, при этом каждая половина прикреплена к одной из вращающихся частей. Магнитный поток обеспечивает связь одной половины чашечного сердечника с другой через воздушный зазор, обеспечивая взаимную индуктивность, которая связывает энергию от первичной обмотки трансформатора к его вторичной обмотке.
В бесщеточных синхронизаторах типичные вращающиеся трансформаторы (парами) обеспечивают более длительный срок службы, чем контактные кольца. Эти вращающиеся трансформаторы имеют цилиндрический, а не дисковый воздушный зазор между обмотками. Обмотка ротора представляет собой ферромагнитный сердечник в форме катушки, причем обмотка размещена как нить на катушке. Фланцы являются полюсными наконечниками. Обмотка статора представляет собой ферромагнитный цилиндр с обмоткой внутри и концевыми полюсами, которые представляют собой диски с отверстиями, как шайбы .
Вращающиеся трансформаторы чаще всего используются в видеомагнитофонах , а также в других ленточных накопителях, использующих вращающиеся головки для реализации спирального сканирования , например, используемых для резервного копирования на ленту . Сигналы должны быть связаны с электроникой видеомагнитофона или другого ленточного накопителя с быстро движущимися головками ленты , установленными на вращающемся барабане головки; вращающийся трансформатор идеально подходит для этой цели. Большинство конструкций видеомагнитофонов требуют, чтобы к барабану головки было подключено более одного сигнала. В этом случае чашечный сердечник имеет более одной концентрической обмотки, изолированной отдельными приподнятыми частями сердечника. Трансформатор для барабана головки, показанный справа, соединяет шесть отдельных каналов.
Другое применение — передача сигналов от датчиков вращательного момента, установленных на электродвигателях, для электронного управления скоростью и крутящим моментом двигателя с использованием обратной связи .
Поскольку они являются трансформаторами, вращающиеся трансформаторы могут передавать только переменный ток , а не постоянный ток , мощность и сигналы. Поддерживающая электроника, включая головки магнитной ленты или датчики крутящего момента, должна быть спроектирована с учетом этого.