[发明专利]共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，属于旋转变压器技术领域。

背景技术

      传统的旋转变压器有接触式旋转变压器、带耦合变压器的旋转变压器、游标式旋转变压器等几种。传统的旋转变压器尽管逐渐地实现了无刷化，但结构仍比较复杂，误差较大，不利于高精度测量。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，即传统的旋转变压器尽管逐渐地实现了无刷化，但结构仍比较复杂，误差较大，不利于高精度测量。进而提供一种共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，包括：转子、定子、励磁绕组和信号绕组，所述定子与转子之间设有气隙，所述转子为径向凸极结构，呈波浪状沿转子外圆圆周方向分布；所述定子内侧沿轴向设有4P个定子齿和4P个槽，其中P为整数，且P≥2；所述励磁绕组设置在定子的4P个定子齿和4P个槽中，所述信号绕组分为精机信号绕组和粗机信号绕组，其中精机信号绕组分为第一精机信号绕组和第二精机信号绕组，粗机信号绕组分为第一粗机信号绕组和第二粗机信号绕组；所述定子内侧共有4P组定子齿，第一精机信号绕组和第二精机信号绕组分别间隔地缠绕在4P组定子齿上；粗机信号绕组按次序将定子上每相邻的P个定子齿作为一组定子齿，共有4组定子齿；第一粗机信号绕组和第二粗机信号绕组分别间隔地缠绕在4组定子齿上；所述精机信号绕组设置于励磁绕组与粗机信号绕组之间。

本发明的技术效果：本发明采用径向磁路变磁阻结构的磁阻式旋转变压器不但机械强度好、使用安全，而且无需采用补偿绕组或斜齿，其结构的特殊性可以同时提供绝对位置信息及高精度相对位置信息。以及最大限度地消除安装偏心等带来的误差。本发明结构紧凑﹑形式简单、加工方便，因此适用范围广，适用领域宽，适于伺服系统的速度以及位置传感器，可应用于电动汽车、航空及航天等领域。

 

附图说明

图1为本发明共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器的结构示意图；

图2为本发明的转子结构合成示意图。

 

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。 

如图1和图2所示，本实施例所涉及的一种共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，包括：转子1、定子2、励磁绕组4和信号绕组，所述定子2与转子1之间设有气隙3，所述转子1为径向凸极结构，呈波浪状沿转子1外圆圆周方向分布；所述定子2内侧沿轴向设有4P个定子齿2-1和4P个槽2-2，其中P为整数，且P≥2；所述励磁绕组4设置在定子2的4P个定子齿2-1和4P个槽2-2中，所述信号绕组分为精机信号绕组和粗机信号绕组，其中精机信号绕组分为第一精机信号绕组5和第二精机信号绕组6，粗机信号绕组分为第一粗机信号绕组7和第二粗机信号绕组8；所述定子2内侧共有4P组定子齿，第一精机信号绕组5和第二精机信号绕组6分别间隔地缠绕在4P组定子齿上；粗机信号绕组按次序将定子2上每相邻的P个定子齿作为一组定子齿，共有4组定子齿；第一粗机信号绕组7和第二粗机信号绕组8分别间隔地缠绕在4组定子齿上；所述精机信号绕组设置于励磁绕组4与粗机信号绕组之间。

所述定子2与转子1之间的气隙3为不均匀分布状态。

所述设置在绕组齿上励磁绕组4逐槽反向的绕制在定子齿上，精机信号绕组按同极同相的方式缠绕，且同相同极的信号绕组正向串联，同相异极的信号绕组反向串联，粗机信号绕组的缠绕方式与精机信号绕组相同。

所述缠绕于每对定子齿上的第一粗机信号绕组 7和第二粗机信号绕组8的匝数相等，第一精机信号绕组5和第二精机信号绕组6的匝数相等。

所述定子2为环形硅钢片叠压成的铁心。

所述转子1的凸极结构为采用磁场优化函数设计的多极波纹型结构，其结构由两种不同频率的正弦函数合成而来，凸极结构可以表示为：

式中，为精机信号正弦函数的幅值，为粗机信号正弦函数的幅值。

工作原理

本发明的气隙磁导的变化依赖于定子和转子之间的气隙长度大小随机械角度的变化，以此来改变输出信号的电势幅值。

将转子外圆表面设计为包含一对极与多对极正弦成分的形状，则气隙磁导可以表示为：