[發明專利]一種旋轉變壓器和具有這種旋轉變壓器的旋轉體

在審

• 申請號: 201710030638.3
• 申請日: 2017-01-16
• 公開（公告）號: CN106712428A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 高翔
• 申請（專利權）人: 上海世昱電子技術有限公司
• 主分類號: H02K24/00
• 分類號: H02K24/00;H02K1/14;H02K1/24;H02K3/28
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 吳林松,張潔

技術領域

本發明屬于檢測技術領域，涉及一種變壓器和旋轉體，尤其是旋轉變壓器和旋轉體。

背景技術

電動汽車、工業自動化、機器人、紡織機械和航空航天等行業均離不開旋轉電機的高性能控制，因而需要電機旋轉角度傳感器，并且經常要求將其應用在高溫環境下。

當前，光電式角度編碼器因可以容易地實現電機旋轉角度的檢測而得到了廣泛應用，但這種光電式角度編碼器含有光電元器件和半導體器件，因而無法應用在高溫環境中。

旋轉變壓器是一種可以實現旋轉角度檢測的傳感器，由于其不使用光電轉換器件，因而可以在較高溫度的環境中使用。但是現有的旋轉變壓器中，定子的齒上通常繞有至少三組繞阻，在使用過程中因振動沖擊等原因有可能出現繞組短路或斷路等問題而使系統失效，系統可靠性不高。為了克服此缺陷，現有技術中出現了將兩臺旋轉變壓器安裝在同一旋轉體上，當其中一組旋轉變壓器的線圈出現故障失效時，信號電路切換到與另一組旋轉變壓器繞組連接，以繼續完成旋轉體的角度測試工作。但是這種方法中，因為需要在旋轉體上安裝兩套或多套旋轉變壓器，將會使旋轉體軸向長度增加，體積變大，成本大大增加。由此可見，現有技術中存在著旋轉變壓器檢測系統的占用體積和可靠性之間的相互制約問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在確保檢測結果可靠性的基礎上，能夠有效實現用于檢測的旋轉變壓器檢測系統的緊湊性，即旋轉變壓器檢測系統同等占用體積下檢測結果可靠性更高而同等檢測結果可靠性下旋轉變壓器檢測系統占用體積更小的旋轉變壓器和具有這種旋轉變壓器的旋轉體。

為了達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種旋轉變壓器，包括定子和轉子；所述定子具有定子檢測齒，所述轉子具有轉子凸極；所述旋轉變壓器包括至少兩套檢測線圈系統；每套所述檢測線圈系統包括多個繞在所述定子檢測齒上的線圈，所述線圈的電感隨所述轉子的旋轉角度的變化而變化，以根據所述線圈的電感的變化檢測所述轉子的旋轉角度；至少兩套所述檢測線圈系統設置在同一個定子上。

每套所述檢測線圈系統中，多個所述線圈構成橋式電路，所述橋式電路的各橋臂由一個所述線圈構成或由多個所述線圈串聯構成，從所述橋式電路的橋臂相交的接點處引出引出線，作為勵磁線或信號線。

定子檢測齒數為4*(S+1)，轉子凸極數為K，其中S和K為正整數，且K/(S+1)不等于偶數；并且當(S+1)等于3*R且R為正整數時，K不等于2*R的正整數倍。

每個定子檢測齒上設置最多一個所述線圈。

每套所述檢測線圈系統中：包括至少四組定子線圈，每組定子線圈包括至少一個線圈，所述線圈繞在所述定子檢測齒上；所有組所述定子線圈組成橋式電路，每組定子線圈構成所述橋式電路的一個橋臂；所述橋式電路中，每兩個相交的橋臂在相交處構成一個接點，從每個所述接點處引出一根引出線；優選地，每套所述檢測線圈系統中：各組所述定子線圈內線圈的數量和分布相同；各組所述定子線圈的合成電感的相位依次相差90度；優選地，每套所述檢測線圈系統中：各所述線圈的電感的直流分量相等，各所述線圈的基波幅值相等；優選地，每套檢測線圈系統均包括四組定子線圈，構成四橋臂的橋式電路，具有四個接點，從四個所述接點處引出四根引出線，其中兩根所述引出線為勵磁線，另外兩根所述引出線為信號線。

所述定子還包括定子解耦齒，在每個繞有線圈的定子檢測齒的兩側均設置有至少一個所述定子解耦齒，以減小或消除繞有線圈的不同的定子檢測齒之間的磁耦合干擾；優選地，所述定子解耦齒的材料與所述定子檢測齒和定子本體的材料一致；進一步優選地，所述材料為導磁材料。

所述定子檢測齒數為8，所述轉子凸極數為K，并且K不等于4的整數倍；優選地，所述轉子凸極數為10；或者，所述定子檢測齒數為12，所述轉子凸極數為K，并且K不等于2的整數倍；優選地，所述轉子凸極數為9；或者，所述定子檢測齒數為16，所述轉子凸極數為K，并且K不等于8的整數倍；或者，所述定子檢測齒數為20，所述轉子凸極數為K，并且K不等于10的整數倍；或者，所述定子檢測齒數為24，所述轉子凸極數為K，并且K不等于4的整數倍；或者，所述定子檢測齒數為28，所述轉子凸極數為K，并且K不等于14的整數倍；或者，所述定子檢測齒數為32，所述轉子凸極數為K，并且K不等于16的整數倍。