電子發燒友網報道（文/李寧遠）在電機中，為了實現完整的閉環控制，位置傳感向來是必不可少的。位置傳感的精確度很大程度上影響了電機整體控制的優劣。這一類器件里有很多不同原理不同特性的傳感，光電編碼、霍爾傳感等等，旋轉變壓器也是其中一種。

逐漸通用的旋轉變壓器

從機械設備角度來看，旋轉變壓器由靜止的定子和可移動的轉子構成，這一構成和電機十分相似。定子分布激磁繞組、正余弦反饋繞組，轉子由硅鋼片疊壓而成，會隨電機運動的角度變化。從電氣角度來看則是由為轉子供電的變壓器和用于測定角度的輔助變壓器構成。其輸出電壓與轉子角度會保持一定函數關系。

基于這種保持一定函數關系的特性，早期的旋轉變壓器多用在計算解答裝置中，在模擬計算中作為解算元件處理一些函數運算。而且這個時期，旋轉變壓器信號處理電路十分復雜，使用難度和成本都偏高，只有極少數應用會選用旋轉變壓器。

隨著電子電路的不斷發展，信號處理能力經歷了越階式的發展，同時隨著電子電路整體集成化的提高，成本的下降，旋轉變壓器的信號處理不再那么復雜，成本不再是限制，性價比大幅提升。

旋轉變壓器最大的特點，就是可靠性極高。有經過特殊電磁設計的高性能硅鋼片在整體結構上的加持，它有著其他傳感器很難達到的可靠性，強大的耐熱、耐寒、耐油污、耐腐蝕、抗振以及抗沖擊性能讓旋轉變壓器一開始就在工況惡劣的應用中占據重要地位。

可靠性高的旋轉變壓器，此前多用在軍工和航空航天領域。隨著解碼技術的進步以及下游民用需求的快速增長，旋轉變壓器的應用不斷拓展，現在已經在工業伺服和新能源汽車等領域開始被廣泛使用。

在工業環境中旋轉變壓器的信號輸出可以不受振動粉塵油污的影響，配置額外的電子裝置進行信號處理和記錄旋轉的圈數提供單圈的絕對位置。比如很多工業機器人的伺服電機上就會配備旋轉變壓器。

新能源汽車的工況同樣惡劣，旋轉變壓器能很好地適應新能源汽車多變的惡劣工況，在新的電驅系統中，旋轉變壓器的使用有利于提高驅動系統效率，進而降低電機的整體能耗。家電領域如洗衣機、冰箱、空調等設備現在旋轉變壓器的應用也越來越多。

旋轉變壓器的應用取舍與未來發展

和電機匹配的位置傳感器種類各式各樣，都有各自的特點。絕大多數應用里可能編碼器才是設計人員的第一選擇，電機和編碼器的搭配十分經典。

在旋轉變壓器和編碼器的取舍中，其實本質上還是取決于具體的應用場合對傳感的需求。工作的環境條件和系統控制電子裝置對傳感的需求是以高精方便為主，還是更看重可靠穩定。旋轉變壓器在惡劣復雜工況里的適用性其他傳感器無法比擬，但可以實現的最高精度與編碼器相比的確也差了一些。

采用四極繞組結構的旋轉變壓器精度會高一些，極對數越高，旋轉變壓器的機械精度越高，在對旋轉變壓器信號進行數字轉換后，會獲得更高的分辨率。但是理論可以達到的最高精度還是和編碼器有距離。

另一點是編碼器能提供直接的數字輸出信號，而旋轉變壓器提供的是模擬輸出信號，因此需要配置額外的電子裝置進行信號處理，對旋轉變壓器的輸出進行軸角－數字轉換。配置過程會復雜一些。

但是這些目前還存在的限制并沒有阻礙工業伺服和新能源汽車中很多應用選擇旋轉變壓器，在極端環境條件下能提供穩定的位置輸出，對可靠性要求高的場合仍舊十分青睞這樣的旋轉變壓器。

為了適應更多應用場景，旋轉變壓器也在不斷提升性能上的上限。精度自然是要提高的，新的電磁設計、新的補償手段和新的工藝都在不斷提升旋變的精度。而高轉速是未來重要的發展方向，配合電機在高轉速下保持穩定的輸出性能。

小結

依靠高可靠性，旋轉變壓器現在已經在工業、汽車、家電領域滲透到了很多應用中。在高能效電機發展的趨勢下，旋轉變壓器也在不斷往輕量化、集成化方向發展，為高能效電機發展提供助力。