[發明專利]旋轉變壓器

有效

• 申請號: 201210358049.5
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102842415A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 胡崗;姜全榮;何平
• 申請（專利權）人: 蘇州和鑫電氣股份有限公司
• 主分類號: H01F38/18
• 分類號: H01F38/18;H02K1/12;H02K3/12;H02K1/22
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種旋轉變壓器，尤其涉及一種磁阻式多極旋轉變壓器。

背景技術

用于測角的傳統旋轉變壓器，其激磁繞組，輸出繞組分別設置在轉子和定子上，它是一種有刷（有觸點）結構，若要實現無刷化，需要加一個環形耦合變壓器（簡稱“環變”），這樣一來，使旋轉變壓器的結構復雜化；并且這種無刷旋轉變壓器其極對數，大多數以一對極為主。若要用到2-12對極，這種旋轉變壓，設計和制造難度極大，幾乎是不可能，而現有的另一種所謂“游標式旋轉變壓器”，激磁繞組輸出繞組都在定子上，實現了無刷化，但這種游標式旋轉變壓器極對數P很多，最少的極對也大都在16對極以上，并且要采用結構復雜的正弦繞組，制造難度大。這二類旋轉變壓器在用于極對數較少的多極角度測量時，特別在用于極對數為2-12對極的永磁交流伺服電動機上作為轉子位置傳感器，都不是理想元件。

發明內容

為了解決現有的用于測角的旋轉變壓器結構復雜且不適用于極對數在2-12對極的多極角度測量問題，本發明提供了一種基于磁阻變化原理的磁阻式多極旋轉變壓器，用于多極（2-12對極）角度測量或多極角度位置傳感器。

本發明的一種旋轉變壓器，包括轉子、定子，所述轉子的外圓表面和定子的內圓表面之間設有氣隙，其特征是，所述定子的內圓表面間隔地開有多個齒和槽，在每個齒上依次繞有三層繞組：一層是用于通入激磁電流的激磁繞組，另外兩層是輸出感應電動勢的正弦繞組和余弦繞組；

所述轉子的外圓表面均勻設置有P個波峰和P個波谷，所述波峰和波谷相互圓滑連接成轉子的波浪形外表面。

所述轉子、定子均由硅鋼片疊壓而成。

所述定子上開設偶數個齒和槽。

所述定子的內圓表面和轉子的外圓表面之間均勻設置有氣隙，所述氣隙介于0.3-1.2mm間。

所述轉子的外圓表面上波峰頂部與定子內圓表面之間的間隙δmin為0.36-1.2mm。

所述定子內圓表面與所述轉子的外圓表面上的波谷底部之間的間隙介于3.2+δmin與3.5+δmin之間。

本發明的旋轉變壓器激磁繞組按規定的恒壓交流電激磁時，通過電磁感應原理，正弦繞組和余弦繞組分別輸出感應電動勢，其幅值隨轉子轉角作P次正弦和余弦變化。激磁電壓和輸出電壓之間的電壓轉換無需通過電刷或環變來完成，因此實現了無刷化（或叫無接觸化），從根本消除了由于觸點存在，給運行帶來的諸多電磁干擾和運行壽命問題。

本發明的旋轉變壓器具有以下特點：

1、轉子的外圓表面形狀，按含有正弦化特征設計成波浪形。

2、定子的內圓齒上激磁繞組正反相間串聯而成，當激磁繞組通以恒壓正弦交流電時，其激磁電流大小與轉子轉角無關，所以其輸入阻抗是一個恒值。正弦繞組和余弦繞組的輸出電動勢Es、Ec可以分別表示為：

Es=EmSinPα；

Ec=EmCosPα；

其中，α—轉子轉角；P—轉子極對數；Em—為輸出繞組輸出電動勢的幅值。

從上述公式看出，正弦繞組和余弦繞組輸出電動勢的幅值將分別隨轉子轉角作P次正弦和P次余弦變化的電壓，從而實現了輸出繞組具有兩相多極旋轉變壓器的功能。

本發明所達到的有益效果：

本發明的旋轉變壓器，結構簡單，制造時繞組可用專門的繞線機，一次性的直接繞在定子上，即以機械化代替了人工下線操作。轉子沖片、定子沖片可用高速沖床沖制，然后疊壓成轉子和定子，且定子內圓和轉子外圓無需磨加工，就能保證氣隙尺寸和定子內圓與轉子外圓的同軸度，所以生產時機械化程度相當高，從而也就大大降低了生產成本。正弦繞組和余弦繞組輸出電動勢的幅值將分別隨轉子轉角作P次正弦和P次余弦變化的電壓，從而實現了輸出繞組具有兩相多極旋轉變壓器的功能。可用于電動汽車上作為動力驅動電動機（永磁交流伺服電動機）有多種極對數（2-12對極）要求的轉子位置檢測傳感器。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1的局部放大圖；

圖中，轉子1、定子2、齒2a、槽2b、氣隙3、激磁繞組4、正弦繞組5、余弦繞組6。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。