[发明专利]旋转角度检测装置、旋转角度检测系统和旋转体

说明书

本发明提出了旋转角度检测装置、旋转角度检测系统和旋转体。该旋转角度检测装置包括定子检测齿，还包括多个线圈，各线圈绕在定子检测齿上，每个定子检测齿上最多绕一个线圈；旋转角度检测装置包括至少一套检测线圈系统，每套检测线圈系统包括由多个线圈组成的至少4列并联的多桥臂桥式电路；从每列桥臂的上下桥臂的接点均引出一根引线作为信号线；由其中的2根信号引线的差分信号生成第一信号电压，由另外2根信号线的差分信号生成第二信号电压，第一信号电压和第二信号电压的相位差为设定的角度，以检测转子的旋转角度。本发明采用差分方式，在信号线较长的应用中可以大大降低信号传输过程中外来干扰的影响。

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种变压器和旋转体，尤其是旋转角度检测装置和旋转体。

背景技术

电动汽车、工业自动化、机器人、纺织机械和航空航天等行业均离不开旋转电机的高性能控制，因而需要电机旋转角度传感器，并且经常要求将其应用在高温环境下。

当前，光电式角度编码器因可以容易地实现电机旋转角度的检测而得到了广泛应用，但这种光电式角度编码器含有光电元器件和半导体器件，因而无法应用在高温环境中。

旋转变压器是一种可以实现旋转角度检测的传感器，由于其不使用光电转换器件，因而可以在较高温度的环境中使用。

现有电感式旋转变压器有两根励磁线和两根信号线，两根信号线中一根为正弦信号,另一根为余弦信号。在长距离传输过程中，容易受到周围的信号干扰，使检测精度受到不良影响，特别是周围干扰强烈情况下，可能导致无法正常地测量转子的旋转角度。

当前旋转变压器中，定子检测齿上绕有多组绕组，通常绕有三组绕组，使得其制造工艺很复杂，且由于绕组的位置不同使得旋转变压器的一致性受到不利影响；同时，由于在同一定子检测齿上绕有多组绕组，在生产和使用过程中，很容易由于振动冲击等原因出现绕组短路和断线等问题，进而导致旋转变压器失效，可靠性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量精度和可靠性高的旋转角度检测装置、旋转角度检测系统及旋转体。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种旋转角度检测装置，包括定子和转子，所述定子包括定子轭和位于所述定子轭上的定子检测齿；所述转子具有转子凸极；所述定子轭、所述定子检测齿和所述转子凸极的材料均为导磁材料；所述旋转角度检测装置还包括多个线圈，各所述线圈绕在所述定子检测齿上，每个所述定子检测齿上最多绕一个所述线圈，每个所述线圈的电感随着所述转子的旋转角度的变化而变化，以用于检测所述转子的旋转角度；所述旋转角度检测装置包括至少一套检测线圈系统，每套所述检测线圈系统包括由多个所述线圈组成的至少4列并联的多桥臂桥式电路，每列桥臂包含至少两个桥臂，每个桥臂包括至少一个线圈；所述多桥臂桥式电路的两个并联接点引出两根引出线作为励磁线，从每列桥臂的上下桥臂的接点均引出一根引线作为信号线；由其中的2根所述信号引线的差分信号生成一路随所述转子的旋转角度变化的第一信号电压，由另外2根所述信号线的差分信号生成另一路随所述转子的旋转角度变化的第二信号电压，第一信号电压和第二信号电压的相位差为设定的角度，以检测所述转子的旋转角度。

所述多桥臂桥式电路仅包含4列并联的桥臂；所述旋转角度检测装置共含有2根励磁线和4根信号线。

定子检测齿数为8*K，转子凸极数为N；其中，K和N均为正整数；优选地，K等于1，N等于2。

所有绕有线圈的所述定子检测齿沿所述定子轭的圆周呈规则分布，以确保第一信号电压和第二信号电压的相位差为90度。

所述定子还包括定子解耦齿，以减少绕有线圈的所述定子检测齿之间的磁耦合；所述定子解耦齿设置在绕有线圈的所述定子检测齿的两侧，绕有线圈的所述定子检测齿之间至少设置1个定子解耦齿；所述定子解耦齿的材料为导磁材料。