[发明专利]轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器，属于变压器技术领域。

背景技术

多极旋转变压器作为一种高精度位置测试元件，其磁路结构的互补性可以抵消偏心等因素引起的测量误差。传统的绕线式旋转变压器，由于其输入绕组和输出绕组分别置于转子和定子上，为了实现旋转变压器的无刷化，则需要增加一个耦合变压器，由此造成旋转变压器的结构复杂化；另一种为游标式旋转变压器，它的输入绕组和输出绕组都设置在定子上，实现了无刷化，但是这种旋转变压器需要采用结构复杂的正弦绕组。

目前发展较快的磁阻式旋转变压器从根本上解决了励磁结构的难题，现有的磁阻式旋转变压器一般采用径向磁路变磁阻结构：即通过改变气隙的长度和大小进行变磁阻设计，进而改变输出信号的电势幅值。当气隙较大时，会使旋转变压器的输出及输入阻抗减小，并受负载影响较大。同时当极对数增加到一定数值时，需要相应较大幅度地增加其直径，导致旋变直径增加。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有磁阻式旋转变压器进行变磁阻设计时，会导致气隙增大，使输入输出阻抗减小的问题，提供一种轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器。

本发明包括定子和转子，所述定子的内圆表面与转子的外圆表面之间为气隙，

它还包括励磁绕组、A相信号绕组和B相信号绕组，

所述定子是圆筒形，沿其轴向由定子上段、定子中段和定子下段组成，定子上段和定子下段的形状相同，定子上段和定子下段的内圆表面上均沿圆周方向均匀排布4PN个凸齿，其中P为极对数，N为自然数，相邻凸齿之间为齿槽，所述齿槽的内径与定子中段的内径相同；

所述转子由非导磁材料上段、导磁材料中段和非导磁材料下段组成，导磁材料中段沿圆周方向呈现为波纹状，并且波峰个数为P，非导磁材料上段和非导磁材料下段与导磁材料中段的形状相配合形成一体；

所述励磁绕组为环形，励磁绕组位于定子中段内侧，并与定子同轴设置；

所述A相信号绕组和B相信号绕组为两相对称交流绕组，定子上段和定子下段上相同位置的相邻N个凸齿为一组，形成4P组凸齿，每组凸齿上缠绕同极同相信号绕组，相邻组凸齿上A相信号绕组和B相信号绕组相间隔排布，所有同相同极的信号绕组正向串联。

本发明的优点是：本发明采用轴向磁路结构，气隙小且均匀，可以使输入、输出阻抗增加，有利于旋转变压器负载后性能的提高。同时，本发明的轴向磁路结构，缩小了旋转变压器的体积，与同种精度的磁阻式旋转变压器相比，体积最小。

本发明的两相信号绕组与励磁绕组构成正交结构，可以尽量大地削弱电势波形中的恒定分量。转子采用优化函数后的多峰波纹导磁材料中段，它保证了气隙磁通的正弦变化，进而保证了两相正交信号绕组的感应电势幅值满足随位置变化的正、余弦函数要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为转子的结构示意图；

图3为图2的平面展开示意图；

图4为定子的轴向剖面图；

图5为定子的励磁绕组的结构示意图；

图6为定子上段和定子下段与导磁材料中段的轴向长度关系示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式包括定子1和转子2，所述定子1的内圆表面与转子2的外圆表面之间为气隙，

它还包括励磁绕组3、A相信号绕组4和B相信号绕组5，

所述定子1是圆筒形，沿其轴向由定子上段1-1、定子中段1-2和定子下段1-3组成，定子上段1-1和定子下段1-3的形状相同，定子上段1-1和定子下段1-3的内圆表面上均沿圆周方向均匀排布4PN个凸齿1-4，其中P为极对数，N为自然数，相邻凸齿1-4之间为齿槽，所述齿槽的内径与定子中段1-2的内径相同；

所述转子2由非导磁材料上段2-1、导磁材料中段2-2和非导磁材料下段2-3组成，导磁材料中段2-2沿圆周方向呈现为波纹状，并且波峰个数为P，非导磁材料上段2-1和非导磁材料下段2-3与导磁材料中段2-2的形状相配合形成一体；

所述励磁绕组3为环形，励磁绕组3位于定子中段1-2内侧，并与定子1同轴设置；

所述A相信号绕组4和B相信号绕组5为两相对称交流绕组，定子上段1-1和定子下段1-3上相同位置的相邻N个凸齿1-4为一组，形成4P组凸齿1-4，每组凸齿1-4上缠绕同极同相信号绕组，相邻组凸齿1-4上A相信号绕组4和B相信号绕组5相间隔排布，所有同相同极的信号绕组正向串联。