单极高精度磁阻式旋转变压器的制作方法

本实用新型涉及一种旋转变压器，特别涉及一种单极高精度磁阻式旋转变压器。

背景技术：

旋转变压器，又称回转变压器，是一种应用于自动控制系统的精密控制电机。旋转变压器具有耐高温、耐湿度、抗冲压、抗干扰、可靠性好等优点，在国防、汽车、工业等领域应用极其广泛。传统的绕线式旋转变压器存在电刷和滑环，输出信号中会有电磁干扰且旋转变压器使用寿命较短；为实现无刷化，需要加一个耦合变压器，这样一来，其生产工艺复杂化且生产成本增加，很难得到高效应用。

磁阻式旋转变压器将励磁固定在定子上，实现了无刷、无耦合变压器式结构，使其无需维护，与传统绕线式旋转变压器相比寿命长且运行更为可靠，对机械和电气噪音不敏感。

申请号为201210357975.0的中国专利磁阻式多极旋转变压器，克服了传统绕线式旋转变压器的一些弊端，无接触、结构简单，且能够使角度测量精度显著提高，但由于极对数较多，很难符合电机系统中要求旋转变压器的极对数与电机本体极对数相同的要求，且不能够提供绝对起始零位，不方便进行矢量计算和坐标变换，应用上也有局限性。

技术实现要素：

为克服已有技术的缺陷，本实用新型提供了基于磁阻变化原理的单极高精度磁阻式旋转变压器，用于角度测量或角度位置检测。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：单极高精度磁阻式旋转变压器，包括转子、定子，其中定子包括定子铁芯、定子上均匀分布的激励绕组、正弦信号绕组和余弦信号绕组，转子上没有齿和槽，转子内圆是圆形，外圆是一个偏心圆，定子沿转子内圆表面间隔均匀开有齿和槽，激励绕组和正、余弦信号绕组都绕于定子上，激励绕组在每个齿上正反相间串联，正、余弦信号绕组隔齿反相串联且在空间上相互垂直。定、转子间气隙磁导随转子转角成正、余弦变化，当在激励绕组通高频电激励时，通过电磁感应原理，正、余弦信号绕组分别输出感应电动势，电动势幅值与转子转角成正、余弦函数关系。激励电压和输出电压之坚无需电刷或滑环来完成电压转换，从根本上消除触电存在带来的电磁干扰和运行寿命等问题。定、转子采用磁导率较高的铁氧体磁芯，大大缩小了旋转变压器的体积。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、实现无刷化，结构简单，提高运行可靠性，延长整机使用寿命。

2、提供起始零位，满足转变压器的极对数与电机本体极对数相同的要求，提高角度测量精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的局部结构放大图；

图中：1、定子；2、转子；3、气隙；4、激励绕组；5、正弦绕组；6、余弦绕组；a、定子齿；b、定子槽。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型提供的单极高精度磁阻式旋转变压器包括定子1、转子2、激励绕组4、正弦绕组5、余弦绕组6。定子1和转子2由高频导磁材料铁氧体制成。转子2内圆是圆形，外圆是一个偏心圆。定子1的内圆表面和转子2外圆表面之间有气隙3，气隙随转子转角成正、余弦变化，最小气隙长度和最大气隙长度一般相差1-3mm。凸极转子形状使用以下方程式建立：

（1）

式中：t为转子角度参数，r为转子凸极最小半径，h为转子凸极最小气隙长度和最大气隙长度之差。

定子内圆表面沿轴向外开有16个定子齿a和定子槽b，在定子槽内，围绕定子齿a绕有激励绕组4、正弦绕组5和余弦绕组6。激励绕组在每个齿上正反相间串联，正、余弦信号绕组隔齿反相串联且在空间上相互垂直，激励绕组4引出端连接恒压高频交流电源，正弦绕组5和余弦绕组6引出端分别为正弦绕组和余弦绕组输出。

本实例中定子1外圆直径为50mm，定子内圆表面沿轴向外开有16个定子齿a和定子槽b。沿半径方向，转子2的外圆表面与定子1内圆表面的间隙为0.4mm-1.4mm。

本实用新型当在激励绕组通高频电激励时，通过电磁感应原理，正弦信号绕组、余弦信号绕组分别输出感应电动势，电动势幅值与转子转角成正、余弦函数关系；激励电压和输出电压之间无需电刷或滑环来完成电压转换，从根本上消除触电存在带来的电磁干扰和运行寿命等问题；定子、转子采用磁导率较高的铁氧体磁芯，大大缩小了旋转变压器的体积，且生产机械化程度高、生产成本低，同时极大程度的提高了角度测量精度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。