一种旋转变压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机控制与检测技术领域，具体涉及一种旋转变压器。
【背景技术】
[0002]很多情况下，电机控制系统需要使用转子位置传感器获知电机转子位置才能实现对电机的精准控制。正余弦旋转变压器是其中一种广泛使用的转子位置传感器，其工作方式为:其定子和转子侧分别布置有励磁输入绕组和励磁接收绕组，两者构成环形变压器，在其励磁输入绕组中通以一定频率和幅值的交流励磁电压，在励磁接收绕组中会感生出一定的交流电压，为与其并联的转子励磁绕组供电，进行转子励磁，通过布置于定子侧的相互正交的正、余弦输出绕组感测转子磁场的位置。
[0003]同时，在很多情况下，电机控制系统也需要检测电机转子的温度信息，进行必要的降额或保护处理，以免转子温升过高损坏绝缘或造成永磁体退磁，通常采用的转子温度检测方式大都需要额外的温度检测设备，这会使得系统复杂性增强，成本大幅增加。
[0004]因此，如何开发一种结构简单、成本低、可靠性高的集成转子位置和转子温度检测的装置成为一个迫切需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]针对现有电机控制系统在检测电机转子的位置和温度信息方面所存在的问题，本发明的目在于提供一种可用于电机转子的位置和温度信息检测的旋转变压器。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0007]—种旋转变压器，所述旋转变压器至少包括定子和转子两个部分，所述定子和转子分别至少含有绕组和铁磁材料，所述旋转变压器中开放转子励磁绕组。
[0008]优选的，所述绕组至少含有:
[0009]—对分别布置于定子上的励磁输入绕组和转子上的励磁接收绕组，两者构成环形变压器；
[0010]—布置于转子上的转子励磁绕组，与励磁接收绕组相连并由其供电；
[0011]—对布置于定子的用于感测转子磁场的相互正交的正弦输出绕组，余弦输出绕组；
[0012]其中定子侧绕组于定子上设有引出线端，转子侧励磁接收绕组于转子上设有引出线端。
[0013]优选的，所述转子励磁绕组与励磁接收绕组并联。
[0014]优选的，所述旋转变压器的转子侧还含有一与转子励磁绕组正交的自短路的补偿绕组。
[0015]优选的，所述旋转变压器中转子侧励磁接收绕组的引出线连接感温元件，并为其供电，对转子的温度进行非接触式检测。
[0016]本发明提供的方案在位置传感用正余弦旋转变压器结构的基础上，开放转子励磁绕组，通过接入布置于转子的阻抗敏感型感温元件，可以实现转子位置和转子温度集成检测，无需再配置额外的温度检测设备，使得整个系统具有结构简单、成本低、可靠性高的优点。
【附图说明】
[0017]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本发明。
[0018]图1为本发明实施例中提供的旋转变压器的电气结构示意图；
[0019]图2为本发明实施例中旋转变压器实现转子测温功能配线示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0021]本实例通过在正余弦旋转变压器结构的基础上，开放转子励磁绕组，用于接入布置于转子的阻抗敏感型感温元件，以此来实现转子位置和转子温度集成检测，同时具有结构简单、成本低、可靠性高的优点。
[0022]参见图1，其所是为本实施例中旋转变压器的电气结构示意图。由图可知旋转变压器主要包括以下部分:
[0023]含有定子和转子两个部分，而定子和转子分别含有绕组和铁磁材料。
[0024]其中的绕组含有:
[0025]一对分别布置于定子上的励磁输入绕组S1-S2和转子上的励磁接收绕组R1-R2，两者构成环形变压器；
[0026]一布置于转子上的转子励磁绕组R3-R4，与绕组R1-R2并联，且由其供电；
[0027]一对布置于定子的用于感测转子磁场的相互正交的正弦输出绕组S3-S4，余弦输出绕组S5-S6;
[0028]其中定子侧绕组于定子上设有引出线端，用于连接外部电路，实现由外部电路供电;转子侧绕组R1-R2于转子上设有引出线端，用于实现非接触式的转子温度检测。
[0029]在此基础上，本旋转变压器在其转子侧还可含有一与转子励磁绕组正交的自短路的补偿绕组，由此来进一步提高本旋转变压器的可靠性和稳定性。
[0030]由此构成旋转变压器，将具有转子位置检测功能，可用于感测同轴安装的电机转子位置。
[0031]在进行电机转子位置检测时，首先在旋转变压器中的励磁输入绕组S1-S2中通以一定频率和幅值的交流励磁电压；
[0032]由此，在励磁接收绕组R1-R2中会感生出一定的交流电压，为与其并联的转子励磁绕组供电；
[0033]接着，进行转子励磁，通过解调布置于定子侧的相互正交的正、余弦输出绕组S3-S4、S5-S6的输出电压信号，获取转子的位置信息。
[0034]进一步的，由于本旋转变压器同时开放了转子侧励磁接收绕组，使其同时具有转子温度检测功能，并为非接触式的检测方式。
[0035]为此，本旋转变压器利用开放的转子侧励磁接收绕组(其于转子上设的引出线端)，额外接入布置在同轴转子侧的感温元件，通过监测定子励磁输入绕组的电压、电流，识别感温元件阻抗，进而获取转子温度，从而实现电机转子位置和转子温度的集成检测。
[0036]参见图2，其所示为基于上述原理，利用本旋转变压器实现转子测温功能配线示意图。
[0037]由图可知，在本旋转变压器转子励磁接收绕组R1-R2的引出线与固定于同轴电机转子100上的阻抗敏感型感温元件200相连接，并为其供电。
[0038]其中，本实施例使用感温元件200为负温度系数热敏电阻(NTC)。
[0039]由此，可依靠检测旋转变压器中励磁输入绕组S1-S2的电压、电流来识别转子励磁接收绕组所接入感温元件的阻抗，并根据其温度阻抗特性获取转子温度。
[0040]基于上述方案形成的旋转变压器将集成转子位置和转子温度检测功能。其在同时使用位置检测和转子温度功能时，其定子励磁输入绕组电流将含有两个分量，其中一个分量是转子励磁电流，该分量在工作过程中基本保持不变；另一分量是转子感温元件负载电流，是流过感温元件的实际电流按变压器原则折算到励磁绕组的供电电流。
[0041]由此通过监测转子感温元件负载电流，以及输入励磁绕组的输入电压，按照变压器阻抗变换关系，可以得到转子感温元件的阻抗，再根据其温度阻抗特性获取转子温度。
[0042]具体地，标记励磁输入绕组交流电压为Vs，励磁输入绕组中转子感温元件负载电流分量为Is_ntc，NTC的阻值是温度t的函数，记为Rntc(t)，转子励磁接收绕组和定子励磁输入绕组的电压变比为Nr/Ns，根据变压器阻抗变换原理可得:
[0043]Rntc(t) = (Nr/Ns)'2 X (Vs/Is_ntc)
[0044]因此，通过观测励磁输入绕组的电压、电流，通过上述公式就可以计算得到Rntc(t)的值，通过NTC的温度特性曲线，查表或计算即可得出NTC附近的转子温度t。
[0045]由上可知，本旋转变压器实现转子位置和转子温度集成检测，且具有结构简单、成本低、可靠性高的优点。
[0046]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种旋转变压器，所述旋转变压器至少包括定子和转子两个部分，所述定子和转子分别至少含有绕组和铁磁材料，其特征在于，所述旋转变压器中开放转子励磁绕组。2.根据权利要求1所述的一种旋转变压器，其特征在于，所述绕组至少含有: 一对分别布置于定子上的励磁输入绕组和转子上的励磁接收绕组，两者构成环形变压器； 一布置于转子上的转子励磁绕组，与励磁接收绕组相连并由其供电； 一对布置于定子的用于感测转子磁场的相互正交的正弦输出绕组，余弦输出绕组； 其中定子侧绕组于定子上设有引出线端，转子侧励磁接收绕组于转子上设有引出线端。3.根据权利要求2所述的一种旋转变压器，其特征在于，所述转子励磁绕组与励磁接收绕组并联。4.根据权利要求2所述的一种旋转变压器，其特征在于，所述旋转变压器的转子侧还含有一与转子励磁绕组正交的自短路的补偿绕组。5.根据权利要求1或2所述的一种旋转变压器，其特征在于，所述旋转变压器中转子侧励磁接收绕组的引出线连接感温元件，并为其供电，对转子的温度进行非接触式检测。
【专利摘要】本发明公开了一种旋转变压器，涉及电机控制与检测技术领域，其至少包括定子和转子两个部分，而定子和转子分别至少含有绕组和铁磁材料，其中旋转变压器中开放转子励磁绕组。本发明的旋转变压器可以用于感测同轴安装的电机转子位置，同时开放了转子侧励磁接收绕组，可以额外接入布置在同轴转子侧的阻抗敏感型感温元件，通过监测定子励磁输入绕组的电压、电流，识别感温元件阻抗，进而获取转子温度，从而实现电机转子位置和转子温度的集成检测。
【IPC分类】H02K11/25, H01F27/40, H01F27/28, H01F38/18, H02K11/21
【公开号】CN105469966
【申请号】CN201610020425
【发明人】刘春龙, 黄洪剑
【申请人】上海吉亿电机有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月12日