專利名稱：旋轉(zhuǎn)變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)變壓器，尤其涉及一種磁阻式多極旋轉(zhuǎn)變壓器。
背景技術(shù)：
用于測(cè)角的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)變壓器，其激磁繞組，輸出繞組分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子和定子上，它是一種有刷(有觸點(diǎn))結(jié)構(gòu)，若要實(shí)現(xiàn)無刷化，需要加一個(gè)環(huán)形耦合變壓器(簡稱“環(huán)變”)，這樣一來，使旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；并且這種無刷旋轉(zhuǎn)變壓器其極對(duì)數(shù)，大多數(shù)以一對(duì)極為主。若要用到2-12對(duì)極，這種旋轉(zhuǎn)變壓，設(shè)計(jì)和制造難度極大，幾乎是不可能，而現(xiàn)有的另一種所謂“游標(biāo)式旋轉(zhuǎn)變壓器”，激磁繞組輸出繞組都在定子上，實(shí)現(xiàn)了無刷化，但這種游標(biāo)式旋轉(zhuǎn)變壓器極對(duì)數(shù)P很多，最少的極對(duì)也大都在16對(duì)極以上，并且要采用 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的正弦繞組，制造難度大。這二類旋轉(zhuǎn)變壓器在用于極對(duì)數(shù)較少的多極角度測(cè)量時(shí)，特別在用于極對(duì)數(shù)為2-12對(duì)極的永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)上作為轉(zhuǎn)子位置傳感器，都不是理想元件。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的用于測(cè)角的旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不適用于極對(duì)數(shù)在2-12對(duì)極的多極角度測(cè)量問題，本發(fā)明提供了一種基于磁阻變化原理的磁阻式多極旋轉(zhuǎn)變壓器，用于多極(2-12對(duì)極)角度測(cè)量或多極角度位置傳感器。本發(fā)明的一種旋轉(zhuǎn)變壓器，包括轉(zhuǎn)子、定子，所述轉(zhuǎn)子的外圓表面和定子的內(nèi)圓表面之間設(shè)有氣隙，其特征是，所述定子的內(nèi)圓表面間隔地開有多個(gè)齒和槽，在每個(gè)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正弦繞組和余弦繞組；
所述轉(zhuǎn)子的外圓表面均勻設(shè)置有P個(gè)波峰和P個(gè)波谷，所述波峰和波谷相互圓滑連接成轉(zhuǎn)子的波浪形外表面。所述轉(zhuǎn)子、定子均由硅鋼片疊壓而成。所述定子上開設(shè)偶數(shù)個(gè)齒和槽。所述定子的內(nèi)圓表面和轉(zhuǎn)子的外圓表面之間均勻設(shè)置有氣隙，所述氣隙介于
O.3-1. 2mm 間。所述轉(zhuǎn)子的外圓表面上波峰頂部與定子內(nèi)圓表面之間的間隙δ min為
O.36-1. 2mm。所述定子內(nèi)圓表面與所述轉(zhuǎn)子的外圓表面上的波谷底部之間的間隙介于3. 2+ δ min 與 3. 5+ δ min 之間。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器激磁繞組按規(guī)定的恒壓交流電激磁時(shí)，通過電磁感應(yīng)原理，正弦繞組和余弦繞組分別輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其幅值隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換無需通過電刷或環(huán)變來完成，因此實(shí)現(xiàn)了無刷化(或叫無接觸化)，從根本消除了由于觸點(diǎn)存在，給運(yùn)行帶來的諸多電磁干擾和運(yùn)行壽命問題。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器具有以下特點(diǎn)I、轉(zhuǎn)子的外圓表面形狀，按含有正弦化特征設(shè)計(jì)成波浪形。2、定子的內(nèi)圓齒上激磁繞組正反相間串聯(lián)而成，當(dāng)激磁繞組通以恒壓正弦交流電時(shí)，其激磁電流大小與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角無關(guān)，所以其輸入阻抗是一個(gè)恒值。正弦繞組和余弦繞組的輸出電動(dòng)勢(shì)Es、Ec可以分別表不為
Es=EmSinPα ；
Ec=EmCosPα ； 其中，α—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角；Ρ—轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)；Em—為輸出繞組輸出電動(dòng)勢(shì)的幅值。從上述公式看出，正弦繞組和余弦繞組輸出電動(dòng)勢(shì)的幅值將分別隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角作P次正弦和P次余弦變化的電壓，從而實(shí)現(xiàn)了輸出繞組具有兩相多極旋轉(zhuǎn)變壓器的功能。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器，結(jié)構(gòu)簡單，制造時(shí)繞組可用專門的繞線機(jī)，一次性的直接繞在定子上，即以機(jī)械化代替了人工下線操作。轉(zhuǎn)子沖片、定子沖片可用高速?zèng)_床沖制，然后疊壓成轉(zhuǎn)子和定子，且定子內(nèi)圓和轉(zhuǎn)子外圓無需磨加工，就能保證氣隙尺寸和定子內(nèi)圓與轉(zhuǎn)子外圓的同軸度，所以生產(chǎn)時(shí)機(jī)械化程度相當(dāng)高，從而也就大大降低了生產(chǎn)成本。正弦繞組和余弦繞組輸出電動(dòng)勢(shì)的幅值將分別隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角作P次正弦和P次余弦變化的電壓，從而實(shí)現(xiàn)了輸出繞組具有兩相多極旋轉(zhuǎn)變壓器的功能?？捎糜陔妱?dòng)汽車上作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(永磁交流伺服電動(dòng)機(jī))有多種極對(duì)數(shù)(2-12對(duì)極)要求的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)傳感器。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖I的局部放大 圖中，轉(zhuǎn)子I、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(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖I和圖2所示，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器包括轉(zhuǎn)子I、定子2、激磁繞組4、正弦繞組5、余弦繞組6。轉(zhuǎn)子I和定子2均由多片高導(dǎo)磁的硅鋼片疊壓而成。定子2的內(nèi)圓表面和轉(zhuǎn)子I的外圓表面之間均勻設(shè)置有氣隙3 (—般為O. 3-1. 2mm)。轉(zhuǎn)子I的外圓表面均勻設(shè)置有P個(gè)波峰和波谷。波峰和波谷相互圓滑連接成轉(zhuǎn)子I的波浪形外圓表面，P為該磁阻式多極旋轉(zhuǎn)變壓器的極對(duì)數(shù)。定子內(nèi)圓表面沿軸向開有齒2a和槽2b，在槽2b的空間中、圍繞齒2a繞有激磁繞組4、正弦繞組5和余弦繞組6。其中，每個(gè)齒2a上沿齒的高度方向，靠鐵心表面均勻地都繞有正反相間串聯(lián)成為第一層的激磁繞組4，在第一層的激磁繞組4之上，繞有輸出電動(dòng)勢(shì)的幅值按正弦規(guī)律分布的第二層的正弦繞組5，在第二層的正弦繞組5之上，繞有輸出電動(dòng)勢(shì)的幅值按正余弦規(guī)律分布的第三層的余弦繞組6。較佳的方案是第二層的正弦繞組5和第三層的余弦繞組6中，雙方各有一半繞組進(jìn)行互換層次，即正弦繞組5有一半繞組繞在第三層上，余弦繞組6有一半在繞組繞在第二層上，有利于提升輸出繞組電氣性能。本實(shí)施例中定子內(nèi)圓表面沿軸向開有20個(gè)齒2a和槽2b。轉(zhuǎn)子I的外表面上，波峰頂部與定子2內(nèi)圓表面之間的間隙δη η* 1mm，定子2內(nèi)圓表面與轉(zhuǎn)子I的外圓表面上波谷底部之間的間隙為4. 2mm。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)變壓器，包括轉(zhuǎn)子、定子，所述轉(zhuǎn)子的外圓表面和定子的內(nèi)圓表面之間設(shè)有氣隙，其特征是，所述定子的內(nèi)圓表面間隔地開有多個(gè)齒和槽，在每個(gè)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正弦繞組和余弦繞組； 所述轉(zhuǎn)子的外圓表面均勻設(shè)置有P個(gè)波峰和P個(gè)波谷，所述波峰和波谷相互圓滑連接成轉(zhuǎn)子的波浪形外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子、定子均由硅鋼片疊壓而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述定子上開設(shè)偶數(shù)個(gè)齒和槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述定子的內(nèi)圓表面和轉(zhuǎn)子的外圓表面之間均勻設(shè)置有氣隙，所述氣隙介于O. 3-1. 2mm間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的外圓表面上波峰頂部與定子內(nèi)圓表面之間的間隙δ min為O. 36-1. 2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述定子內(nèi)圓表面與所述轉(zhuǎn)子的外圓表面上的波谷底部之間的間隙介于3. 2+ δ min與3. 5+ δ min之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)變壓器，包括轉(zhuǎn)子、定子，轉(zhuǎn)子的外圓表面和定子的內(nèi)圓表面之間設(shè)有氣隙，定子的內(nèi)圓表面間隔地開有多個(gè)齒和槽，在每個(gè)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正弦繞組和余弦繞組；轉(zhuǎn)子的外圓表面均勻設(shè)置有P個(gè)波峰和P個(gè)波谷，波峰和波谷相互圓滑連接成轉(zhuǎn)子的波浪形外表面。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器，結(jié)構(gòu)簡單，各繞組可用專門的繞線機(jī)一次性的繞在定子上；轉(zhuǎn)子、定子可由沖床沖制的沖片疊壓而成，生產(chǎn)機(jī)械化程度較高，大大降低了生產(chǎn)成本。正弦繞組和余弦繞組輸出電動(dòng)勢(shì)的幅值將分別隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角作P次正弦和P次余弦變化的電壓，從而實(shí)現(xiàn)了輸出繞組具有兩相多極旋轉(zhuǎn)變壓器的功能。
文檔編號(hào)H02K1/22GK102842415SQ201210358049
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者胡崗, 姜全榮, 何平 申請(qǐng)人:蘇州和鑫電氣股份有限公司