[發明專利]單層信號繞組徑向磁路旋轉變壓器及信號繞組繞線方法

無效

• 申請號: 201410474904.8
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104200975A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 尚靜;齊明;王昊;趙猛;鄒繼斌;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

本發明涉及一種單層信號繞組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。現有的磁阻式旋轉變壓器通常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。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，在電動汽車、航空及航天等多種領域應用受到限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單層信號繞組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：

本發明的單層信號繞組徑向磁路旋轉變壓器，包括定子、轉子、勵磁繞組、正弦信號繞組以及余弦信號繞組；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4NP個定子槽和4NP個定子齒，4NP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4NP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；4NP個定子齒的相間隔的定子齒上以單層形式纏繞正弦信號繞組；4NP個定子齒的相間隔的定子齒上以單層形式纏繞余弦信號繞組，且正弦信號繞組和余弦信號繞組纏繞于同一繞線層。

本發明的單層信號繞組徑向磁路旋轉變壓器信號繞組繞線方法，所述的方法是：

任意選取一個過定子的軸線且不與定子齒相交的平面，并以該平面為基準，沿順時針方向將4NP個定子齒按照正弦相與余弦相交替地分成兩套2NP個定子齒，再根據繞線方式將每相信號繞組的2NP個定子齒均分為P部分；對于正弦信號繞組而言，從平面開始沿順時針方向將第一部分的2N個定子齒分為兩組；在第一組N個定子齒上沿逆時針方向繞線，在第二組N個定子齒上沿順時針方向繞線；余弦信號繞組繞線方式與正弦信號繞組相同，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第一組、第二組定子齒相同。

本發明具有以下有益效果：

本發明的單層信號繞組徑向磁路旋轉變壓器可以大幅度提高旋轉變壓器的測量精度，并且縮減了旋轉變壓器的體積與重量，適用于深空探測等尖端領域。本發明的轉子外圈按照正弦規律變化，為徑向凸極結構，定子與轉子之間具有不相等的氣隙結構。定子內側面上加工有4NP個定子齒和4NP個定子槽，定子齒上纏繞有正弦信號繞組以及余弦信號繞組，并均為集中式繞組。勵磁繞組設置在4NP個定子槽內，勵磁繞組為等匝繞組，正弦信號繞組以及余弦信號繞組分別為不等匝繞組，并按正弦規律排線，且正余弦信號繞組纏繞于同一繞線層。這種特殊的結構緊湊，形式簡單，具有降低測量誤差的作用。

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。

綜上，本發明的單層信號繞組徑向磁路旋轉變壓器及信號繞組繞線方法可廣泛應用于電動汽車、航空及航天等多種領域。

附圖說明

圖1是本發明的單層信號繞組徑向磁路旋轉變壓器的徑向剖視圖；

圖2是本發明的單層信號繞組徑向磁路旋轉變壓器的正、余弦信號繞組的匝數分布圖，圖中E指代的為正弦相，F指代的為余弦相，黑色區域表示為所對應信號繞組的匝數值，所對應信號繞組的匝數值在虛線空白區域為零。

具體實施方式

具體實施方式一：如圖1、圖2所示，單層信號繞組徑向磁路旋轉變壓器，包括定子2、轉子1、勵磁繞組8、正弦信號繞組4以及余弦信號繞組5；定子2為圓筒形狀；定子2與轉子1之間具有不相等的氣隙3，定子2的內表面沿軸向加工有4NP個定子槽7和4NP個定子齒9，4NP個定子槽7沿定子2的內表面圓周均布設置，相鄰兩個定子槽7之間為所述的定子齒9；其中，N為自然數，N的取值范圍為2～15，P為轉子1極對數；勵磁繞組8安放在4NP個定子槽7中，且逐個定子槽7反向串聯，勵磁繞組8分布于各定子槽7中的匝數相等；4NP個定子齒9的相間隔的定子齒9上以單層形式纏繞正弦信號繞組4；4NP個定子齒9的相間隔的定子齒9上以單層形式纏繞余弦信號繞組5，且正弦信號繞組4和余弦信號繞組5纏繞于同一繞線層。