一、旋轉變壓器結構

作為信號電機，旋轉變壓器與電機類似，主要由定子和轉子構成。定子和轉子鐵心由導磁性能良好材料制作而成，定子鐵心內層和轉子鐵心外層上布有齒槽。

圖1. 旋轉變壓器結構圖

　　在定子槽中分別布置有兩個空間互成90°的結構完全相同的繞組，一個是定子激磁繞組，一個為定子交軸繞組。

　　在轉子槽中分別布置有兩個空間互成90°的結構完全相同的繞組，一個正弦輸出繞組，一個余弦輸出繞組。

　　定、轉子間的氣隙是均勻的，氣隙磁場一般為兩極。定子繞組引出線可直接引出或接到固定的接線板上，而轉子繞組引出線則通過滑環和電刷引出。

　　對于線性旋轉變壓器，由于轉子轉角有限（往復運動，不是連續旋轉），可以用軟導線直接將轉子繞組線端引出。

二、旋轉變壓器電氣原理圖

    下圖為正余弦旋轉變壓器的電氣原理圖：

圖2. 旋轉變壓器電氣原理圖

　　圖中，S1S3為原邊勵磁繞組，S2S4為原邊交軸補償繞組。R1R3為副邊正弦繞組，R2R4為副邊余弦繞組。

三、旋轉變壓器電壓矢量圖

下圖為不含補償繞組的定子勵磁旋轉變壓器的電壓矢量圖：

圖4. 旋轉變壓器電壓矢量圖

四、旋轉變壓器電壓方程式

    定子勵磁，不帶補償繞組的正余弦旋轉變壓器在任意電氣角度下輸出電壓滿足下述方程式：

　　UR1R3=KUS1S3cosθ+ KUS2S4sinθ

　　UR2R4=KUS2S4cosθ- KUS1S3sinθ

　　式中：

　　UR1R3為轉子繞組R1R3之間的電壓；

　　UR2R4為轉子繞組R2R4之間的電壓；

　　US1S3為定子繞組S1S3之間的電壓；

　　US2S4為定子繞組S2S4之間的電壓；

　　θ為旋轉變壓器轉子相對定子的電氣角；

　　K為旋轉變壓器變比。

　　當原邊定子交軸繞組短路時，電壓方程式變為：

　　UR1R3=KUS1S3cosθ

　　UR2R4= - KUS1S3sinθ

　　對旋轉變壓器的勵磁繞組、正弦繞組和余弦繞組的輸出信號進行測量和分析，可以計算出旋轉變壓器的電氣角和旋轉速度。