专题五十一 旋转变压器（专项练习）河北省对口招生《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题五十一 旋转变压器 一、填空题 1.旋转变压器按功能常见的分类有正余弦旋转变压器、__________和比例旋转变压器。 2.正余弦旋转变压器的定、转子均采用__________相绕组，且两组绕组的轴线互成__________度角。 3.线性旋转变压器的核心功能是在一定转角范围内，将转子的__________信号线性转换为__________信号。 4.旋转变压器定、转子铁芯通常由__________叠压而成，目的是减少__________损耗。 5.正余弦旋转变压器工作时，需向__________绕组通入正弦交流电，在气隙中产生__________磁场。 6.当正余弦旋转变压器的转子转角为__________时，其正弦输出绕组的感应电动势达到最大值。 7.线性旋转变压器的线性工作范围通常在±__________度以内，超出该范围后，输出特性会接近正余弦旋转变压器。 8.旋转变压器与普通变压器的核心区别是：旋转变压器的__________可相对转动，以改变绕组间的磁耦合程度。 9.正余弦旋转变压器的输出电动势幅值与定子励磁电压幅值、__________及转子转角有关。 10.为提高线性度，线性旋转变压器通常会采用__________绕组进行补偿，以抵消漏磁和铁芯损耗的影响。 二、判断题 1.旋转变压器按功能可分为正余弦旋转变压器、线性旋转变压器和直流旋转变压器。（ ） 2.正余弦旋转变压器的定、转子均为两相绕组，且绕组轴线互成90°。（ ） 3.线性旋转变压器的输出电压与转子转角在任意范围内均呈线性关系。（ ） 4.旋转变压器的定、转子均设有绕组，两者通过电磁耦合实现信号转换。（ ） 5.正余弦旋转变压器工作时，需向转子励磁绕组通入正弦交流电。（ ） 6.线性旋转变压器适用于需将转角信号转化为线性电压信号的伺服控制系统。（ ） 7.旋转变压器定、转子铁芯采用硅钢片叠压，是为了增大铁芯损耗。（ ） 8.当正余弦旋转变压器转子转角为0°时，其余弦输出绕组的感应电动势最大。（ ） 9.旋转变压器与普通变压器均基于电磁感应原理工作，但前者定、转子可相对转动。（ ） 10.线性旋转变压器的线性度越高，说明其输出电压与转角的线性误差越大。（ ） 三、选择题 1.以下不属于旋转变压器常见分类的是（ ） A. 正余弦旋转变压器 B. 线性旋转变压器 C. 直流旋转变压器 D. 比例旋转变压器 2.正余弦旋转变压器的定子绕组通常设计为（ ） A. 单相绕组 B. 两相绕组 C. 三相绕组 D. 四相绕组 3.线性旋转变压器的核心功能是将转子的什么信号转化为线性电压信号？（ ） A. 转速信号 B. 转角信号 C. 电流信号 D. 功率信号 4.正余弦旋转变压器定、转子绕组的轴线夹角通常为（ ） A. 30° B. 60° C. 90° D. 120° 5.下列关于旋转变压器结构的描述，正确的是（ ） A. 只有定子有绕组，转子无绕组 B. 只有转子有绕组，定子无绕组 C. 定、转子均有绕组 D. 绕组仅存在于机壳上 6.正余弦旋转变压器工作时，需向哪个绕组通入正弦交流电？（ ） A. 转子励磁绕组 B. 定子励磁绕组 C. 转子输出绕组 D. 定子补偿绕组 7.线性旋转变压器适用于以下哪种场景？（ ） A. 需输出与转角呈正余弦关系信号的场景 B. 需将转角转化为线性电压信号的场景 C. 直流供电的角度检测场景 D. 高转速的功率传输场景 8.下列哪种旋转变压器的输出电压与转子转角呈正余弦函数关系？（ ） A. 线性旋转变压器 B. 比例旋转变压器 C. 正余弦旋转变压器 D. 感应移相器 9.旋转变压器的定、转子铁芯通常采用什么材料制成？（ ） A. 铸钢 B. 硅钢片 C. 铜 D. 铝 10.正余弦旋转变压器中，若转子转角为0°，则转子正弦输出绕组的感应电动势为（ ） A. 最大值 B. 最小值（接近0） C. 平均值 D. 额定值 11.线性旋转变压器的线性工作范围通常在转角多少度以内？（ ） A. ±10° B. ±30° C. ±60° D. ±90° 12.下列关于旋转变压器与普通变压器的区别，正确的是（ ） A. 普通变压器定、转子相对固定，旋转变压器定、转子可相对转动 B. 普通变压器靠电磁感应工作，旋转变压器不靠电磁感应工作 C. 普通变压器有绕组，旋转变压器无绕组 D. 普通变压器用于电压变换，旋转变压器也用于电压变换 13.正余弦旋转变压器的转子绕组通常作为（ ） A. 励磁绕组 B. 输出绕组 C. 补偿绕组 D. 短路绕组 14.若要检测转子的绝对转角，并输出正余弦信号，应选择哪种旋转变压器？（ ） A. 线性旋转变压器 B. 正余弦旋转变压器 C. 比例旋转变压器 D. 双通道旋转变压器 15.线性旋转变压器之所以能实现线性输出，主要依靠（ ） A. 增加定子绕组匝数 B. 采用特殊的绕组结构和补偿方式 C. 提高励磁电压频率 D. 减小转子铁芯损耗 16.旋转变压器工作时，气隙中的磁场类型是（ ） A. 恒定磁场 B. 交变磁场 C. 脉动磁场 D. 旋转磁场 17.正余弦旋转变压器中，若向定子两相绕组同时通入励磁电流，可实现（ ） A. 转子转速稳定 B. 气隙磁场增强 C. 输出信号的相位补偿 D. 转子绕组无感应电动势 18.下列不属于旋转变压器结构部件的是（ ） A. 定子铁芯 B. 转子绕组 C. 换向器 D. 机壳 19.线性旋转变压器的输出电压与转角的线性关系，在哪个范围内精度最高？（ ） A. 0°~10° B. ±15° C. ±30° D. 60°~90° 20.正余弦旋转变压器的感应电动势大小与下列哪个因素无关？（ ） A. 定子励磁电压幅值 B. 定、转子绕组匝数比 C. 转子转角 D. 电机转速 21.下列关于线性旋转变压器的描述，错误的是（ ） A. 线性范围有限 B. 输出电压与转角线性相关 C. 可用于伺服控制系统的角度检测 D. 输出电压与转角呈正余弦关系 22.旋转变压器的定、转子绕组采用两相绕组的目的是（ ） A. 提高励磁电压 B. 实现与转角相关的信号输出 C. 减少铁损耗 D. 增加输出功率 23.正余弦旋转变压器中，若转子转角为90°，则转子余弦输出绕组的感应电动势为（ ） A. 最大值 B. 最小值（接近0） C. 额定值 D. 平均值 24.下列哪种旋转变压器可用于将转角信号转化为线性电压信号，以实现精准控制？（ ） A. 正余弦旋转变压器 B. 线性旋转变压器 C. 比例旋转变压器 D. 感应移相器 25.旋转变压器的绕组通常采用什么绕制方式？（ ） A. 集中绕组 B. 分布式绕组 C. 单层绕组 D. 双层绕组 四、简答题 1.为什么线性旋转变压器需要设置补偿绕组？ 2.旋转变压器与普通变压器的主要区别是什么？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题五十一 旋转变压器 一、填空题 1.旋转变压器按功能常见的分类有正余弦旋转变压器、__________和比例旋转变压器。 答案：线性旋转变压器 解析：旋转变压器的核心功能分类围绕信号输出特性，除正余弦旋转变压器外，线性旋转变压器因能实现转角-线性电压转换，是另一重要类别，需与比例旋转变压器共同作为基础分类记忆。 2.正余弦旋转变压器的定、转子均采用__________相绕组，且两组绕组的轴线互成__________度角。 答案：两；90 解析：两相绕组（轴线互成90°）是正余弦旋转变压器实现“输出与转角呈正余弦关系”的结构基础——通过定、转子相对转动改变耦合度，进而感应出不同幅值的电动势。 3.线性旋转变压器的核心功能是在一定转角范围内，将转子的__________信号线性转换为__________信号。 答案：转角；电压 解析：线性旋转变压器的设计目的是解决“正余弦信号非线性”问题，在±30°左右范围内，直接将转角（机械量）转化为线性变化的电压（电信号），适用于精准控制场景。 4.旋转变压器定、转子铁芯通常由__________叠压而成，目的是减少__________损耗。 答案：硅钢片；铁 解析：硅钢片具有导磁性能好、磁滞损耗和涡流损耗小的特点，叠压工艺可进一步减小交变磁场产生的铁损耗，保证旋转变压器输出信号稳定。 5.正余弦旋转变压器工作时，需向__________绕组通入正弦交流电，在气隙中产生__________磁场。 答案：定子励磁；交变 解析：正余弦旋转变压器的典型工作流程是“定子励磁→气隙交变磁场→转子感应电动势”，定子励磁绕组是磁场来源，正弦交流电决定磁场为交变类型。 6.当正余弦旋转变压器的转子转角为__________时，其正弦输出绕组的感应电动势达到最大值。 答案：90° 解析：正弦输出绕组电动势E=KU1sinθ，当θ=90°时，sinθ=1，此时感应电动势最大；若θ=0°，sinθ=0，电动势最小，需明确转角与电动势的对应关系。 7.线性旋转变压器的线性工作范围通常在±__________度以内，超出该范围后，输出特性会接近正余弦旋转变压器。 答案：30 解析：线性旋转变压器通过特殊绕组设计实现线性输出，但受磁场耦合特性限制，仅在±30°左右范围内线性度良好，超出后会回归正余弦函数关系，这是其关键参数。 8.旋转变压器与普通变压器的核心区别是：旋转变压器的__________可相对转动，以改变绕组间的磁耦合程度。 答案：定、转子 解析：普通变压器定、转子（铁芯）相对固定，仅实现电压变换；旋转变压器通过定、转子相对转动改变耦合系数，进而实现“转角-信号”转换，这是两者功能差异的根源。 9.正余弦旋转变压器的输出电动势幅值与定子励磁电压幅值、__________及转子转角有关。 答案：定、转子绕组匝数比 解析：输出电动势公式为E=KU1sinθ（K为匝数比，U1为励磁电压，θ为转角），因此匝数比（变比）是除励磁电压和转角外，影响电动势幅值的关键因素。 10.为提高线性度，线性旋转变压器通常会采用__________绕组进行补偿，以抵消漏磁和铁芯损耗的影响。 答案：补偿 解析：线性旋转变压器的线性误差主要来自漏磁和铁芯损耗，增设补偿绕组可产生抵消磁场，减少这些因素对输出信号的干扰，从而提高线性精度。 二、判断题 1.旋转变压器按功能可分为正余弦旋转变压器、线性旋转变压器和直流旋转变压器。（ ） 答案：× 解析：旋转变压器基于交流电磁感应原理工作，无“直流旋转变压器”这一分类，其常见功能分类为正余弦旋转变压器、线性旋转变压器和比例旋转变压器，故该说法错误。 2.正余弦旋转变压器的定、转子均为两相绕组，且绕组轴线互成90°。（ ） 答案：√ 解析：两相绕组（轴线互成90°）是正余弦旋转变压器实现“输出与转角呈正余弦关系”的结构基础，通过定、转子相对转动改变耦合度，进而感应出对应电动势，故该说法正确。 3.线性旋转变压器的输出电压与转子转角在任意范围内均呈线性关系。（ ） 答案：× 解析：线性旋转变压器的线性工作范围有限（通常为±30°），超出该范围后，输出特性会回归正余弦旋转变压器的三角函数关系，并非任意范围均线性，故该说法错误。 4.旋转变压器的定、转子均设有绕组，两者通过电磁耦合实现信号转换。（ ） 答案：√ 解析：旋转变压器需通过定子绕组通入励磁电流产生磁场，转子绕组感应电动势输出信号，定、转子绕组的电磁耦合是其工作的核心，故该说法正确。 5.正余弦旋转变压器工作时，需向转子励磁绕组通入正弦交流电。（ ） 答案：× 解析：正余弦旋转变压器的典型接法是“定子励磁、转子输出”，即向定子励磁绕组通入正弦交流电，转子绕组感应输出信号，而非转子励磁，故该说法错误。 6.线性旋转变压器适用于需将转角信号转化为线性电压信号的伺服控制系统。（ ） 答案：√ 解析：线性旋转变压器的核心功能是在一定范围内实现“转角-线性电压”转换，可直接为伺服控制系统提供线性反馈信号，满足精准控制需求，故该说法正确。 7.旋转变压器定、转子铁芯采用硅钢片叠压，是为了增大铁芯损耗。（ ） 答案：× 解析：硅钢片具有低铁损特性，叠压工艺可进一步减小交变磁场产生的磁滞损耗和涡流损耗，目的是“减少”而非“增大”铁芯损耗，故该说法错误。 8.当正余弦旋转变压器转子转角为0°时，其余弦输出绕组的感应电动势最大。（ ） 答案：√ 解析：余弦输出绕组电动势E=KU1cosθ，θ=0°时，cosθ=1，电动势最大；此时正弦绕组因θ=0°，sinθ=0，电动势最小，符合正余弦特性，故该说法正确。 9.旋转变压器与普通变压器均基于电磁感应原理工作，但前者定、转子可相对转动。（ ） 答案：√ 解析：两者核心原理均为电磁感应，但普通变压器定、转子（铁芯）固定，仅实现电压变换；旋转变压器通过定、转子相对转动改变耦合度，实现“转角-信号”转换，故该说法正确。 10.线性旋转变压器的线性度越高，说明其输出电压与转角的线性误差越大。（ ） 答案：× 解析：线性度是衡量“输出与转角线性关系好坏”的指标，线性度越高，意味着输出电压与理想线性曲线的偏差（线性误差）越小，而非越大，故该说法错误。 三、选择题 1.以下不属于旋转变压器常见分类的是（ ） A. 正余弦旋转变压器 B. 线性旋转变压器 C. 直流旋转变压器 D. 比例旋转变压器 答案：C 解析：旋转变压器按功能主要分为正余弦旋转变压器、线性旋转变压器、比例旋转变压器等，其工作基于交流电磁感应原理，无“直流旋转变压器”这一分类，故选C。 2.正余弦旋转变压器的定子绕组通常设计为（ ） A. 单相绕组 B. 两相绕组 C. 三相绕组 D. 四相绕组 答案：B 解析：正余弦旋转变压器的定、转子均采用两相绕组，且绕组轴线互成90°，以实现基于转角的正余弦电动势输出，故选B。 3.线性旋转变压器的核心功能是将转子的什么信号转化为线性电压信号？（ ） A. 转速信号 B. 转角信号 C. 电流信号 D. 功率信号 答案：B 解析：线性旋转变压器的设计目的是在一定转角范围内，将转子的转角信号线性转换为输出电压信号，而非转速、电流或功率信号，故选B。 4.正余弦旋转变压器定、转子绕组的轴线夹角通常为（ ） A. 30° B. 60° C. 90° D. 120° 答案：C 解析：为确保转子绕组输出与转角呈正、余弦关系的电动势，正余弦旋转变压器定、转子两相绕组的轴线需互成90°，故选C。 5.下列关于旋转变压器结构的描述，正确的是（ ） A. 只有定子有绕组，转子无绕组 B. 只有转子有绕组，定子无绕组 C. 定、转子均有绕组 D. 绕组仅存在于机壳上 答案：C 解析：旋转变压器通过定、转子绕组间的电磁耦合实现信号转换，因此定、转子均需设置绕组，故选C。 6.正余弦旋转变压器工作时，需向哪个绕组通入正弦交流电？（ ） A. 转子励磁绕组 B. 定子励磁绕组 C. 转子输出绕组 D. 定子补偿绕组 答案：B 解析：正余弦旋转变压器的基本工作方式是向定子励磁绕组通入正弦交流电，在气隙中产生交变磁场，进而在转子绕组中感应出电动势，故选B。 7.线性旋转变压器适用于以下哪种场景？（ ） A. 需输出与转角呈正余弦关系信号的场景 B. 需将转角转化为线性电压信号的场景 C. 直流供电的角度检测场景 D. 高转速的功率传输场景 答案：B 解析：线性旋转变压器的核心特性是输出电压与转角在一定范围内呈线性关系，因此适用于需将转角转化为线性电压信号的场景，故选B。 8.下列哪种旋转变压器的输出电压与转子转角呈正余弦函数关系？（ ） A. 线性旋转变压器 B. 比例旋转变压器 C. 正余弦旋转变压器 D. 感应移相器 答案：C 解析：正余弦旋转变压器的设计初衷就是使转子输出绕组的感应电动势与转子转角分别呈正弦、余弦关系，这是其核心特征，故选C。 9.旋转变压器的定、转子铁芯通常采用什么材料制成？（ ） A. 铸钢 B. 硅钢片 C. 铜 D. 铝 答案：B 解析：为减少交变磁场产生的铁损耗，旋转变压器定、转子铁芯需采用导磁性能好、铁损小的硅钢片叠压而成，故选B。 10.正余弦旋转变压器中，若转子转角为0°，则转子正弦输出绕组的感应电动势为（ ） A. 最大值 B. 最小值（接近0） C. 平均值 D. 额定值 答案：B 解析：当转子转角为0°时，转子正弦输出绕组的轴线与定子励磁绕组的轴线垂直，两者磁耦合最弱，感应电动势最小（接近0）；此时余弦绕组感应电动势最大，故选B。 11.线性旋转变压器的线性工作范围通常在转角多少度以内？（ ） A. ±10° B. ±30° C. ±60° D. ±90° 答案：B 解析：线性旋转变压器通过特殊设计（如绕组补偿），可在±30°左右的转角范围内实现输出电压与转角的良好线性关系，超出该范围线性度会明显下降，故选B。 12.下列关于旋转变压器与普通变压器的区别，正确的是（ ） A. 普通变压器定、转子相对固定，旋转变压器定、转子可相对转动 B. 普通变压器靠电磁感应工作，旋转变压器不靠电磁感应工作 C. 普通变压器有绕组，旋转变压器无绕组 D. 普通变压器用于电压变换，旋转变压器也用于电压变换 答案：A 解析：旋转变压器的核心是通过定、转子相对转动改变绕组耦合度，而普通变压器定、转子（铁芯）相对固定；两者均基于电磁感应工作，且旋转变压器主要用于角度-电压信号转换，非单纯电压变换，故选A。 13.正余弦旋转变压器的转子绕组通常作为（ ） A. 励磁绕组 B. 输出绕组 C. 补偿绕组 D. 短路绕组 答案：B 解析：正余弦旋转变压器的典型接法是定子绕组通入励磁电流，转子绕组感应电动势并输出信号，因此转子绕组通常作为输出绕组，故选B。 14.若要检测转子的绝对转角，并输出正余弦信号，应选择哪种旋转变压器？（ ） A. 线性旋转变压器 B. 正余弦旋转变压器 C. 比例旋转变压器 D. 双通道旋转变压器 答案：B 解析：正余弦旋转变压器的核心功能是输出与转子绝对转角呈正余弦关系的信号，可直接用于绝对转角检测，故选B。 15.线性旋转变压器之所以能实现线性输出，主要依靠（ ） A. 增加定子绕组匝数 B. 采用特殊的绕组结构和补偿方式 C. 提高励磁电压频率 D. 减小转子铁芯损耗 答案：B 解析：普通正余弦旋转变压器输出与转角呈三角函数关系，线性旋转变压器通过改变绕组分布、增加补偿绕组等特殊设计，使输出电压在一定转角范围内呈线性关系，故选B。 16.旋转变压器工作时，气隙中的磁场类型是（ ） A. 恒定磁场 B. 交变磁场 C. 脉动磁场 D. 旋转磁场 答案：B 解析：旋转变压器定子励磁绕组通入的是正弦交流电，会在气隙中产生随时间交变的磁场，而非恒定、脉动或旋转磁场，故选B。 17.正余弦旋转变压器中，若向定子两相绕组同时通入励磁电流，可实现（ ） A. 转子转速稳定 B. 气隙磁场增强 C. 输出信号的相位补偿 D. 转子绕组无感应电动势 答案：C 解析：正余弦旋转变压器定子两相绕组同时通励磁电流（如正余弦励磁），可通过磁场叠加实现输出信号的相位补偿，减少误差，故选C。 18.下列不属于旋转变压器结构部件的是（ ） A. 定子铁芯 B. 转子绕组 C. 换向器 D. 机壳 答案：C 解析：换向器是直流电机中用于转换电枢电流方向的部件，旋转变压器为交流电机类元件，无换向器；定子铁芯、转子绕组、机壳均为其结构部件，故选C。 19.线性旋转变压器的输出电压与转角的线性关系，在哪个范围内精度最高？（ ） A. 0°~10° B. ±15° C. ±30° D. 60°~90° 答案：B 解析：线性旋转变压器的线性工作范围通常为±30°，其中在±15°范围内，输出电压与转角的线性误差最小，精度最高，故选B。 20.正余弦旋转变压器的感应电动势大小与下列哪个因素无关？（ ） A. 定子励磁电压幅值 B. 定、转子绕组匝数比 C. 转子转角 D. 电机转速 答案：D 解析：正余弦旋转变压器的感应电动势由定子励磁电压幅值、绕组匝数比、转子转角决定，与电机转速无关，故选D。 21.下列关于线性旋转变压器的描述，错误的是（ ） A. 线性范围有限 B. 输出电压与转角线性相关 C. 可用于伺服控制系统的角度检测 D. 输出电压与转角呈正余弦关系 答案：D 解析：线性旋转变压器输出电压与转角呈线性关系，“输出与转角呈正余弦关系”是正余弦旋转变压器的特征，故D描述错误，选D。 22.旋转变压器的定、转子绕组采用两相绕组的目的是（ ） A. 提高励磁电压 B. 实现与转角相关的信号输出 C. 减少铁损耗 D. 增加输出功率 答案：B 解析：两相绕组（轴线互成90°）可通过定、转子相对转动改变耦合系数，使输出绕组感应出与转角呈正余弦或线性关系的信号，这是旋转变压器实现功能的核心设计，故选B。 23.正余弦旋转变压器中，若转子转角为90°，则转子余弦输出绕组的感应电动势为（ ） A. 最大值 B. 最小值（接近0） C. 额定值 D. 平均值 答案：B 解析：当转子转角为90°时，转子余弦输出绕组的轴线与定子励磁绕组轴线垂直，磁耦合最弱，感应电动势最小（接近0）；此时正弦绕组感应电动势最大，故选B。 24.下列哪种旋转变压器可用于将转角信号转化为线性电压信号，以实现精准控制？（ ） A. 正余弦旋转变压器 B. 线性旋转变压器 C. 比例旋转变压器 D. 感应移相器 答案：B 解析：线性旋转变压器的核心功能是在一定转角范围内，将转角信号线性转换为电压信号，满足伺服控制等场景的精准控制需求，故选B。 25.旋转变压器的绕组通常采用什么绕制方式？（ ） A. 集中绕组 B. 分布式绕组 C. 单层绕组 D. 双层绕组 答案：B 解析：为保证气隙磁场分布均匀，减少信号误差，旋转变压器的定、转子绕组通常采用分布式绕组，故选B。 四、简答题 1.为什么线性旋转变压器需要设置补偿绕组？ 答案：线性旋转变压器设置补偿绕组的核心目的是提高线性度。原因如下：普通正余弦旋转变压器输出为非线性的三角函数关系，线性旋转变压器虽通过特殊绕组设计优化特性，但漏磁、铁芯损耗等因素仍会导致输出电压偏离理想线性曲线；补偿绕组可通过通入特定电流产生抵消磁场，削弱漏磁和铁芯损耗的影响，使输出电压与转角的线性关系更精准，减少线性误差。 2.旋转变压器与普通变压器的主要区别是什么？ 答案：两者的主要区别有两点：①结构与运动关系不同：普通变压器的定、转子（铁芯）相对固定，无相对转动；旋转变压器的定、转子可通过转轴相对转动，以改变绕组间的磁耦合程度。②功能用途不同：普通变压器的核心功能是实现交流电压的升降（如电力传输中的降压、升压）；旋转变压器的核心功能是将转子转角信号转换为对应的电信号（正余弦或线性电压），用于角度检测、伺服控制等场景。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $