[發明專利]壓縮式粗精耦合徑向磁路旋轉變壓器及信號繞組繞線方法

有效

• 申請號: 201410474872.1
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104200971A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 尚靜;王昊;劉承軍;趙猛;鄒繼斌;徐永向;劉雪緣
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01F38/18
• 分類號: H01F38/18;H01F27/00;H02K1/16;H02K1/24;H02K3/12
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種粗精耦合徑向磁路旋轉變壓器及信號繞組繞線方法，屬于變壓器技術領域。

背景技術

傳統的旋轉變壓器有接觸式旋轉變壓器、帶耦合變壓器的旋轉變壓器、游標式旋轉變壓器等幾種，盡管逐漸地實現了無刷化，但結構仍比較復雜，誤差較大，不利于高精度測量。現在廣泛應用的磁阻式旋轉變壓器采用徑向的磁路結構，勵磁和信號繞組均放置在定子齒上，轉子采用凸極結構，具有高可靠性的特點。但是，現有的徑向磁阻式旋轉變壓器不僅精度相對較低，而且體積隨極對數的增加也有顯著增大。應用于電動汽車、航空及航天等領域受到了限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種壓縮式粗精耦合徑向磁路旋轉變壓器及信號繞組繞線方法，以解決現有的徑向磁阻式旋轉變壓器精度低，體積隨極對數的增加而增大，應用領域受限的問題。

實現上述目的，采取的技術方案如下：

本發明的壓縮式粗精耦合徑向磁路旋轉變壓器，包括定子、轉子、勵磁繞組、粗機正弦信號繞組、粗機余弦信號繞組、精機正弦信號繞組及精機余弦信號繞組，定子為圓筒形狀；定子與轉子之間具有不相等的氣隙，定子的內表面沿軸向加工有2NP個定子槽和2NP個定子齒，2NP個定子槽沿定子的內表面圓周均布設置，相鄰兩個定子槽之間為所述的定子齒；其中，N為自然數，N的取值范圍為2～15，P為轉子極對數；勵磁繞組安放在2NP個定子槽中，且逐個定子槽反向串聯，勵磁繞組分布于各定子槽中的匝數相等；粗機正弦信號繞組與粗機余弦信號繞組以單層繞線方式交替地纏繞于定子齒上且位于同一層；精機正弦信號繞組與精機余弦信號繞組以單層繞線方式交替地纏繞于定子齒上且位于同一層；粗機正弦信號繞組和粗機余弦信號繞組與精機正弦信號繞組和精機余弦信號繞組分兩層設置。

本發明的壓縮式粗精耦合徑向磁路旋轉變壓器信號繞組繞線方法，所述的方法包括下述步驟：

步驟一、任意選取一個過定子的軸線且不與定子齒相交的平面一，并以該平面一為基準，沿順時針方向將2NP個定子齒按照精機正弦相與精機余弦相交替地分成兩套NP個定子齒，再根據繞線方式將每相信號繞組的NP個定子齒均分為P部分；

步驟二、對于精機正弦信號繞組而言，從平面一開始沿順時針方向將第一部分的N個定子齒分為兩組；當N為偶數時，在第一組個定子齒上沿逆時針方向繞線，在第二組個定子齒上沿順時針方向繞線；當N為奇數時，在第一組個定子齒上沿逆時針方向繞線，在第二組個定子齒上沿順時針方向繞線；精機余弦信號繞組繞線方式與精機正弦信號繞組相同，相位上相差90°電角度，其他的P-1部分定子齒的繞線方式與上述的N為偶數時以及N為奇數時的繞線方式相同；

步驟三、再任意選取一個過定子的軸線且不與定子齒相交的平面二，并以該平面二為基準，沿順時針方向將2NP個定子齒按照粗機正弦相與粗機余弦相交替地分成兩套NP個定子齒，再根據繞線方式將每相信號繞組的NP個定子齒均分為P部分；

步驟四、對于粗機正弦信號繞組而言，從平面二開始沿順時針方向將第一部分的N個定子齒分為兩組；當N為偶數時，在第一組NP個定子齒上沿逆時針方向繞線，在第二組NP個定子齒上沿順時針方向繞線；當N為奇數時，在第一組NP個定子齒上沿逆時針方向繞線，在第二組NP個定子齒上沿順時針方向繞線；粗機余弦信號繞組繞線方式與粗機正弦信號繞組相同，相位上相差90°電角度，其他的部分定子齒的繞線方式與上述的N為偶數時以及N為奇數時的繞線方式相同。

本發明具有以下有益效果：

1、粗機正、余弦信號繞組與精機正、余弦信號繞組分兩層設置于定子齒上，粗機正、余弦信號繞組交替的分布于同一層，精機正、余弦信號繞組交替的分布于另一層。這種特殊的信號繞組繞線方式可以有效地節省空間與材料，更加適合應用于狹小空間。

2、本發明的壓縮式粗精耦合徑向磁路旋轉變壓器具有高精度，小體積的特點，不但機械強度好、使用安全，而且無需采用補償繞組或斜齒，結構緊湊、形式簡單、加工方便，因此適用范圍廣、領域寬，可應用于電動汽車、航空及航天等多種領域。

3、本發明的方法可以有效地降低諧波誤差含量，從而在已有的磁阻式旋轉變壓器基礎上提高測量精度。

附圖說明

圖1為壓縮式粗精耦合徑向磁路旋轉變壓器的結構示意圖；