结构旋转变压器的结构与两相线绕式异步电动机相似。在定、转子铁
芯槽内分别嵌装两组轴线互相垂直的分布式绕组。为减小体积，铁芯常采用坡莫合金等高磁导率材料叠装而成。转子绕组通过滑环、电刷引出接线的为接触式旋转变压器；用环形变应器耦合到定子上引出接线的为无接触式旋转变压器。后者没有接触摩擦和无线电干扰。
工作原理定子绕组D1-D2接交流电源激磁，转子绕组Z1－Z2接负载ZL（图1）。当主令轴带动转子转过θ角时,转子各绕组中产生的感应电压分别为
式中k为一相定、转子绕组的有效匝数比（变比）。如用转子绕组激磁,定子绕组输出时表达式相同（只是k值不同）。采用不同接线方式或不同的绕组结构，可以获得与转角成不同函数关系的输出电压。采用不同的结构还可以制成弹道函数、圆函数、锯齿波函数等特种用途的旋转变压器。
利用两台相同的正、余弦旋转变压器可组成单通道测角系统。一台旋转变压器为发送机,另一台为控制变压器。发送机由交流电源激磁。旋转变压器的精度为6′,单通道系统的精度不小于6′。为了提高系统的控制精度,可采用双通道测角系统（图2）。用四台结构相同的旋转变压器,两台XZ1与XZ2组成粗通道测角系统,另外两台XZ3与XZ4组成精通道测角系统。XZ1与XZ3、XZ2与XZ4分别通过升速比为i(i＝15～30)的升速器相连接。当主令轴带动粗通道的XZ1转过θ1角时，精通道的XZ3将转过iθ1角，XZ2与负载同轴，其转角为θ2时，XZ4的转角为 iθ2。粗通道的输出电压Uc1=kUr sin δ，精通道XZ4的输出电压为Uc2＝kUrsin iδ,式中δ＝θ1－θ2。二者的输出电压经过粗精转换器处理后再经放大装置驱动负载。应用双通道测角系统可组成双通道伺服系统,当误差角δ较小时用精通道信号控制,误差角δ较大时用粗通道信号控制。因此系统的控制精度最高可达3″～7″。为了减少减速器齿轮间隙造成的非线性误差，可采用电气变速式双通道测角系统，即采用多极旋转变压器。它是在一个机体内安装单极和多极两台旋转变压器，而共用一根轴。用单极变压器组成粗通道系统，多极旋转变压器组成精通道系统。这样既能提高精度又能简化结构。
