[實用新型]一種圓弧形軸向磁路磁阻式線性旋轉(zhuǎn)變壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420345780.9
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN203966809U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈桂霞;南悅;張亮
• 申請（專利權(quán)）人: 西安微電機研究所
• 主分類號: H01F38/18
• 分類號: H01F38/18;H02K1/12;H02K1/22;H02K1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于電機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圓弧形軸向磁路磁阻式線性旋轉(zhuǎn)變壓器。

背景技術(shù)

磁阻式線性旋轉(zhuǎn)變壓器通常用兩種型式實現(xiàn)。一種為E型結(jié)構(gòu)，當(dāng)3個鐵心柱的極弧夾角都是2α_m時，其線性范圍為±α_m^[1]，即至少需要6α_m以上的角度范圍才能實現(xiàn)±α_m范圍的線性輸出。另一種為為整圓結(jié)構(gòu)，線性輸出范圍取決于定子槽數(shù)和轉(zhuǎn)子凸起齒數(shù)。兩種結(jié)構(gòu)均為徑向磁路型式，該型式?jīng)Q定了輸入繞組和輸出繞組軸向放置，繞組端部占據(jù)軸向空間，軸向尺寸較大。對于軸向尺寸要求嚴，且圓周空間有限的系統(tǒng)，上述兩種磁路結(jié)構(gòu)存在明顯的弱點。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種體積小，適于安裝在有限圓周空間內(nèi)的圓弧形結(jié)構(gòu)軸向磁路磁阻式線性旋轉(zhuǎn)變壓器。

本實用新型通的技術(shù)方案為：包括圓弧形的定子，以及能夠沿定子圓弧運動的轉(zhuǎn)子，

所述定子包括由下至上設(shè)置的定子下段、定子中段、定子上段，所述定子上段、定子中段沿徑向在相同位置分別開設(shè)有若干槽，所述定子中段內(nèi)徑大于定子上段的內(nèi)徑，所述定子中段的槽內(nèi)設(shè)置有逐槽繞制串接的第一輸出繞組和第二輸出繞組，所述定子中段外側(cè)還設(shè)置有勵磁繞組；

所述定子和轉(zhuǎn)子之間留有間隙。

進一步的，所述第一輸出繞組和第二輸出繞組的匝數(shù)為線性分布。

進一步的，所述轉(zhuǎn)子為圓弧形。

進一步的，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子內(nèi)側(cè)或外側(cè)。

進一步的，所述轉(zhuǎn)子采用軟磁導(dǎo)磁體。

進一步的，所述所述定子采用軟磁鐵氧體或硅鋼片或軟磁棒料。

進一步的，所述定子上段與定子下段的內(nèi)徑相同。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過將定子設(shè)置為弧形，并設(shè)置轉(zhuǎn)子沿定子圓弧運動，有效減小了裝置的體積，由于定子上段和定子中段分別開設(shè)有槽，形成齒狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)定子各個齒的極弧夾角為α_m時，其線性范圍為±α_m，即需要4α_m的角度范圍便能實現(xiàn)±α_m范圍的線性輸出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，實現(xiàn)同樣的線性范圍所需的圓周空間更小。在使用時將本實用新型徑向放置，有效節(jié)約了軸向空間，適于安裝在有限圓周空間內(nèi)。

進一步的，通過設(shè)置轉(zhuǎn)子為圓弧形，進一步的的減小了裝置的體積。

附圖說明

圖1為本實用新型軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新定子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型繞組布置示意圖；

圖4為本實用新型軸向磁路磁力線示意圖；

圖5為第二輸出繞組輸出電壓波形圖；

圖6為第一輸出繞組輸出電壓波形圖；

圖7為第一輸出繞組和第二輸出繞組反向串接后輸出電壓波形圖；

其中：1為定子；1-1為定子上段，1-1-1為定子上段第一齒，1-1-2為定子上段第二齒，1-2為定子中段，1-3為定子下段；2為轉(zhuǎn)子；3為氣隙；4為勵磁繞組；5為第二輸出繞組，5-1為第二輸出繞組第一齒線圈，5-2為第二輸出繞組第二齒線圈；6為第一輸出繞組，6-1為第二輸出繞組第一齒線圈，6-2為第二輸出繞組第二齒線圈。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細描述：

參見圖1，本實用新型包括：包括圓弧形的定子1，以及圓弧狀能夠沿定子1圓弧運動的轉(zhuǎn)子2，轉(zhuǎn)子2設(shè)置在定子1內(nèi)側(cè)，或設(shè)置在定子1外側(cè)，形成外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。參見圖2，定子包括由下至上設(shè)置的定子下段，1-3、定子中段1-2、定子上段1-1，定子上段1-1、定子中段1-2沿徑向在相同位置分別開設(shè)有若干槽，形成齒狀結(jié)構(gòu)，齒狀結(jié)構(gòu)沿圓弧呈環(huán)形排列，定子中段1-2內(nèi)徑大于定子上段1-1的內(nèi)徑，，形成環(huán)形槽；定子下段1-3與定子上段1-1內(nèi)徑相同，但不開槽。定子中段1-2的槽內(nèi)設(shè)置有逐槽繞制串接的第一輸出繞組6和第二輸出繞組5，第一輸出繞組6和第二輸出繞組5的匝數(shù)為線性分布。定子中段1-2外側(cè)還設(shè)置有勵磁繞組4。定子1和轉(zhuǎn)子2之間留有間隙，轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動過程中，定子1的內(nèi)孔與轉(zhuǎn)子2的外圓之間構(gòu)成多段氣隙3。

轉(zhuǎn)子2采用軟磁導(dǎo)磁體，定子1由定子上段1-1、定子中段1-2、定子下段1-3組成一整體鐵心，可采用軟磁鐵氧體直接燒結(jié)而成，也可采用高導(dǎo)磁、高電阻率的軟磁棒料加工而成，或采用硅鋼片疊裝后膠粘和而成。

當(dāng)勵磁繞組4施加正弦波勵磁電壓時，在勵磁繞組4內(nèi)存在勵磁電流，產(chǎn)生勵磁磁通，其磁力線如圖4所示，通過定子1一個齒的上段1-1、定子中段1-2、定子下段1-3、氣隙3、轉(zhuǎn)子2、氣隙3，回到定子上段1-1，構(gòu)成閉合回路。當(dāng)轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)到定子1第一個齒1-1-1時，輸出繞組5纏繞在第一個齒上輸出線圈5-1感應(yīng)電壓，輸出繞組6纏繞在第一個齒上輸出線圈6-1感應(yīng)電壓，轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)到定子1第二個齒1-1-2時，輸出繞組5纏繞在第二個齒上輸出線圈5-2感應(yīng)電壓，輸出繞組6纏繞在第二個齒上輸出線圈6-2感應(yīng)電壓。依次類推，因為輸出繞組5和輸出繞組6纏繞在定子1上每個齒上的匝數(shù)為線性分布，故輸出繞組5和輸出繞組6輸出電壓幅值隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角呈線性變化，如圖5、圖6所示。輸出繞組5和輸出繞組6反向串接后輸出過零點的與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角呈線性的電壓信號，如圖7所示。