具有四个保持装置的电磁角度传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电磁角度传感器，特别是一种磁阻式旋转变压器（reluctance resolver)，所述变压器具有旋转地对称、至少部分铁磁性的定子，W及旋转地对称、至少部 分铁磁性的转子，所述定子与所述转子彼此相对，形成有空气间隙。转子具有P个突出部 (lobe)，该P个突出部布置为使得；当转子绕旋转轴线旋转时，空气间隙中的磁阻周期性地 改变。定子具有定子磁辆和由凹槽彼此间隔开的4p个齿。在定子或转子上布置有磁场励 磁器，其在空气间隙中产生预定磁通量分布。该由布置在定子齿上的磁通量接收器检测，并 且所述磁通量接收器具有次级正弦绕组、和相对于次级正弦绕组偏移90电角度的次级余 弦绕组。此外，定子具有在定子的周界方向上、W均匀方式分布的四个一致的保持装置或四 个一致的磁不连续部。
【背景技术】
[0002] 基于改变定子和转子之间的空气间隙中的磁通量强度的原理的角度传感器在许 多领域（varieties)中是已知的。原理上，在该种情况下考虑用于产生和检测磁通量的各 种原理。在同步系统（旋转变压器、同步器（sync虹〇))中，使用初级和次级绕组形式的电 磁线圈。旋转变压器形式的同步系统或同步器已知为精确并且鲁椿的角度传感器。在所谓 的无源（passive)磁阻式旋转变压器中，初级绕组和次级绕组容置在定子中，同时转子在 不借助任何绕组的情况下影响磁通量分布，也就是说，无源地、仅借助软磁性部件。由于转 子的非均匀结构，例如，通过提供突出部，定子中的初级绕组和次级绕组之间的磁通量W不 同的方式被影响，由此可W经由感应电压（in化cedvoltage)而得到转子相对于定子的角 度位置。
[0003] 图2是五速旋转变压器200的示意性横截面图，如本领域已知的，其具有被安装至 定子的五个装配突起240。在该种情况下，铁磁性转子202绕旋转轴线206旋转地支撑在定 子204内。转子具有五个突出部208,它们在绕轴线旋转的过程中带来转子和定子的齿之间 的可变空气间隙。在具有五个突出部的转子的情况下，当转子绕旋转轴线旋转一次时，磁阻 在空气间隙中W360° /5 = 72°的周期改变。因此，具有该样转子的旋转变压器被称为五 速旋转变压器。
[0004] 图2中示出的五速旋转便器200的定子具有总共20个齿210。从专利文献US 5, 300, 884中已知，布置在定子上的齿的数量通常是化P，n对于旋转变压器等于2、并且n 对于同步器等于3,并且P是形成在转子上的突出部的数量。对于旋转变压器，设置在定子 上的齿的数量相应地等于4p。此外，定子204具有五个装配突起240,其布置为在定子的周 界方向上W均匀方式分布的状态。使用五个装配突起，五速旋转变压器被安装在电机上，例 如，电动机上。
[0005] 定子204的每个齿210承载初级绕组和次级绕组。次级绕组被构造为次级正弦绕 组或次级余弦绕组。交变电流流动通过初级绕组，在相应的齿中产生变化的磁通量。该在次 级绕组中感应出信号，所述信号的尺寸（幅度）取决于磁通量。发生在齿210上的磁通量在 图2中借助箭头指示；箭头212指示当通过初级绕组的电流是正的时由初级绕组产生的磁 通量的方向；箭头214指示在次级正弦绕组中感应正向电压的磁通量的方向；并且箭头216 指示在次级余弦绕组中感应正向电压的磁通量的方向。全部初级绕组被串联布置、并且W 该样的方式被缠绕或布线，即在两个相邻齿中由它们产生的磁通量指向相对的方向。此外， 初级绕组W该样的方式布置在定子齿（210)上，即它们产生在齿中径向地延伸的磁通量。
[0006] 对于次级绕组，图2中示出的定子的20个齿可W被分为五个组的四个顺序齿。在 该种情况下，每个情况下的组中的第一齿承载第一次级余弦绕组（在图2中W"+cos"指 示），每个情况下的组中的第二齿承载第一次级正弦绕组（在图2中W"+sin"指示），每个 情况下的组中的第S齿承载第二次级余弦绕组（在图2中W"-COS"指示），并且每个情况 下的组中的第四齿承载第二次级正弦绕组（在图2中W"-sin"指示）。每个组中的第一次 级余弦绕组相对于相应组中的第一次级正弦绕组偏移通过90电角度。每个组中的第二次 级余弦绕组相对于相应组中的第二次级正弦绕组偏移通过90电角度。每个组中的第一次 级正弦绕组和第二次级正弦绕组W在它们中感应的信号在相对方向上延伸的方式被缠绕 或布线。每个组中的第一次级余弦绕组和第二次级余弦绕组W在它们中感应的信号在相对 方向上延伸的方式被缠绕或布线。此外，组中的第一次级余弦绕组W该样的方式被缠绕或 布线，即当在第一次级余弦绕组中感应出电压的磁通量与由第一齿的初级绕组产生的磁通 量W相对方式被定向时，正电压在其中被感应；并且相同组中的第一次级正弦绕组W该样 的方式被缠绕或布线，即当在第一次级正弦绕组中感应出电压的磁通量与由第二齿的初级 绕组产生的磁通量W相对方式被定向时，正电压在其中被感应。
[0007] 转子相对于定子的相对位置的角度值可W源自角度传感器的两个输出信号，其第 一输出信号等于在次级正弦绕组中感应的信号总和，并且第二输出信号等于在次级余弦绕 组中感应的信号总和。
[0008] 图2示出了沿着外部定子周界五个装配突起的均匀分布，该导致全部五个装配突 起布置为邻近于具有一致的次级绕组的齿。例如，在图2中，每个装配突起布置为邻近于具 有第一余弦绕组的齿、并且邻近于具有第一正弦绕组的齿。该布置具有下列劣势：
[0009] 每个装配突起作为影响定子中磁通量分布的磁不连续部。其每个装配突起使最靠 近其的次级绕组中感应的信号失真（distod)。测量和计算机模拟已经显示，布置在装配突 起旁的次级绕组中感应的电压大于未布置在装配突起旁的次级绕组中感应的电压。
[0010] 因为在第一次级余弦绕组中产生的信号总是失真、并且因为在全部第一次级余弦 绕组或第一次级正弦绕组中的信号具有相同的极性，所W由装配突起带来的、在次级绕组 中感应的信号的失真在图2中示出的布置的两个输出信号中积累。为了补偿由磁突起引起 的两个输出信号的失真，在图2中示出的定子上布置有五个装配突起之间的五个附加的铁 磁性部分。
[0011] 当带来在第二次级余弦绕组和第二次级正弦绕组中感应的信号失真时，由装配突 起引起的、在第一次级余弦绕组和第一次级正弦绕组中感应的信号的失真被补偿。因此， 在图2中，附加的铁磁性部分布置为邻近于具有第二次级余弦绕组和第二次级余弦绕组的 齿。然而，附加的铁磁性部分使定子周围的空间变窄，该损害线的引导、接线板的安装等。通 过安装附加的铁磁性部分来完全补偿也会是实践中难于实施的。
[0012] 通常，定子由软磁性（magneticallysoft)金属板构成。它们借助冲压工具而由 大金属板冲压得到。冲压的金属板通常具有依赖于方向的磁导率，其对于角度传感器的精 度有不利影响。此外，由于在原始材料中已经存在机械张力，所W金属板在冲压操作过程中 机械地变形（弯曲）。齿的尺寸及其在定子上的位置还经受公差。
[0013] 为了补偿方向依赖（direction-d巧endent)的磁导率、金属板的机械变形、W及 齿的公差差异对角度值确定的精度的影响，金属板在层叠于彼此之前首先相对于彼此旋 转。仅当布置在定子上的齿的数量与设置在定子上的装配突起的数量之间的关系是整数 (wholenumber)时，旋转金属板的齿和装配