带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器的制造方法
【专利摘要】带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器，它涉及带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器的【技术领域】。它的目的是为了解决目前用于测角的旋转变压器所存在的结构复杂、误差较大等问题。它的第一圆环一个端面与第二圆环的一个端面对接，第二圆环的另一个端面与第三圆环的一个端面对接，第二圆环的形状为正弦波形的导磁圆环；第一正弦信号绕组、第二正弦信号绕组和第一余弦信号绕组、第二余弦信号绕组分别间隔缠绕在上齿和下齿上；所述第一励磁绕组、第二励磁绕组缠绕在通环槽中。本发明在旋转工作时，励磁绕组和两相信号绕组的空间位置相差90°，这样两者的耦合面积较小，分布电容小，实现小的剩余电势，从而减小了误差。
【专利说明】 带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]传统的绕线式旋转变压器，由于有滑环或者耦合变压器的存在使得其体积增大、可靠性降低。磁阻式旋转变压器解决了传统绕线式旋变励磁结构复杂的难题，具有无接触、结构简单、耐用可靠的优点，近年来得到了迅速的发展。纵观国内外旋变文献及产品，现有的磁阻式旋转变压器大多采用径向式磁路结构，通过改变气隙长度来改变气隙磁导。当气隙长度变大时，会使旋转变压器的输出阻抗大幅减小，并且受负载影响较大。同时，由于转子使用凸极结构使得径向磁路磁阻式旋转变压器的体积很大，不适合在狭小空间中应用。使应用范围变小。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决目前用于测角的旋转变压器所存在的结构复杂、误差较大等问题，而提供一种带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器。
[0004]所述的目的是通过以下方案实现的:所述的一种带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器，是由圆环型转子、定子、第一正弦信号绕组、第二正弦信号绕组、第一余弦信号绕组、第二余弦信号绕组、第一励磁绕组、第二励磁绕组组成；圆环型转子套在定子外侧，圆环型转子内圆面与定子的外圆面之间有气隙；所述圆环型转子由第一圆环、第二圆环、第三圆环组成；第一圆环一个端面与第二圆环的一个端面对接，第二圆环的另一个端面与第三圆环的一个端面对接，所述第二圆环为波浪形圆环；第二圆环的材料为导磁材料，第一圆环和第三圆环的材料为非导磁材料；所述定子外表面上沿轴向开有4N个齿槽，定子外表面的中部沿圆周方向上开有一个通环槽，且通环槽底面直径与齿槽的底面直径相同；通过齿槽和通环槽对定子外圆面的分割，而在定子的外面上形成均匀排列4N个上齿与4N个下齿；第一正弦信号绕组、第二正弦信号绕组和第一余弦信号绕组、第二余弦信号绕组分别间隔缠绕在上齿和下齿上；所述第一励磁绕组、第二励磁绕组缠绕在通环槽中。
[0005]本发明在旋转工作时，励磁绕组和两相信号绕组的空间位置相差90°，这样两者的耦合面积较小，分布电容小，也就减小了信号绕组的剩余电势，从而减小了误差。同时具有体积小的优点。还采用了带有冗余式绕组的结构，在一套线圈绕组出现故障时，依然可以正常工作，适用于航天、航空等重要领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明的整体结构示意图；
[0007]图2是图1的过轴心仰视剖视结构示意图；
[0008]图3是图1中圆环型转子I的仰视结构示意图。【具体实施方式】
[0009]【具体实施方式】一:如图1、图2、图3所示，它是由圆环型转子1、定子2、第一正弦信号绕组4、第二正弦信号绕组4-1、第一余弦信号绕组5、第二余弦信号绕组5-1、第一励磁绕组6、第二励磁绕组6-1组成；圆环型转子I套在定子2外侧，圆环型转子I内圆面与定子2的外圆面之间有气隙3 ;所述圆环型转子I由第一圆环1-1、第二圆环1-2、第三圆环1-3组成；第一圆环1-1 一个端面与第二圆环1-2的一个端面对接，第二圆环1-2的另一个端面与第三圆环1-3的一个端面对接，所述第二圆环1-2为波浪形圆环；第二圆环1-2的材料为导磁材料，第一圆环1-1和第三圆环1-3的材料为非导磁材料；所述定子2外表面上沿轴向开有4N个齿槽2-2，定子2外表面的中部沿圆周方向上开有一个通环槽2-3，且通环槽2_3底面直径与齿槽2-2的底面直径相同；通过齿槽2-2和通环槽2-3对定子2外圆面的分割，而在定子2的外面上形成均匀排列4N个上齿2-1与4N个下齿2-4 ;第一正弦信号绕组4、第二正弦信号绕组4-1和第一余弦信号绕组5、第二余弦信号绕组5-1分别间隔缠绕在上齿2-1和下齿2-4上；所述第一励磁绕组6、第二励磁绕组6-1缠绕在通环槽2-3中。
[0010]所述第二圆环1-2的材料为导磁材料，具体可选用硅钢片叠加结构、针镆合金或软磁铁氧体等材料。第一圆环1-1和第三圆环1-3的材料为非导磁材料，具体可选用铝合金材料。
[0011]所述第二圆环1-2的具体形状为正弦波形的圆环。所述第二圆环1-2的波数与齿槽2-2的个数相等。
[0012]【具体实施方式】二:如图1、图2、图3所示，本【具体实施方式】与【具体实施方式】一的不同点在于所述第一正弦信号绕组4、第二正弦信号绕组4-1、第一余弦信号绕组5、第二余弦信号绕组5-1、第一励磁绕组6、第二励磁绕组6-1米用内外分布方式设置。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0013]【具体实施方式】 三:如图1、图2、图3所示，本【具体实施方式】与【具体实施方式】一的不同点在于所述第一励磁绕组6、第二励磁绕组6-1采用为集中绕组，绕组匝数相同，且线型相同。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一相同。本实施方式能实现第一励磁绕组6与第二励磁绕组6-1电阻相等，从而第一励磁绕组6与第二励磁绕组6-1工作时有相同的性倉泛。
[0014]【具体实施方式】四:如图1、图2、图3所示，本【具体实施方式】与【具体实施方式】一的不同点在于所述上齿2-1和下齿2-4与两者之间的通环槽2-3沿定子2轴向上的长度相等。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0015]工作原理:本发明的气隙3磁导的变化主要依赖于圆环型转子I与定子2之间的耦合面积随机械角度的变化，具体体现为圆环型转子I的第二圆环1-2同定子2的上齿2-1与下齿2-4之间相对位置的变化。圆环型转子I与定子2的第二圆环1-2耦合面积是圆环型转子I同时与所有上齿2-1与下齿2-4的耦合面积之和，可以表示为:
/ V Tm
[0016]S = K cos /.^9 + (/-1)——
Zs
[0017]式中,K为定子2与圆环型转子I的第二圆环1-2导磁带全部稱合面积的最大值；
[0018]0为圆环型转子I转过的机械角度；[0019]Zs为定子2的上齿2-1或下齿2-4的个数，Zs = 4PN。
[0020]于是每一对定子2的上齿2-1与下齿2-4的气隙3磁导Ai可以表不为:
【权利要求】
1.带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器，其特征在于它是由圆环型转子(I)、定子(2)、第一正弦信号绕组(4)、第二正弦信号绕组(4-1)、第一余弦信号绕组(5)、第二余弦信号绕组(5-1)、第一励磁绕组(6)、第二励磁绕组(6-1)组成；圆环型转子 (I)套在定子(2)外侧，圆环型转子(I)内圆面与定子(2)的外圆面之间有气隙(3);所述圆环型转子(I)由第一圆环(1-1)、第二圆环(1-2)、第三圆环(1-3)组成；第一圆环(1-1) 一个端面与第二圆环(1-2)的一个端面对接，第二圆环(1-2)的另一个端面与第三圆环(1-3)的一个端面对接，所述第二圆环(1-2)为波浪形圆环；第二圆环(1-2)的材料为导磁材料，第一圆环(1-1)和第三圆环(1-3)的材料为非导磁材料；所述定子(2)外表面上沿轴向开有4N个齿槽(2-2)，定子(2)外表面的中部沿圆周方向上开有一个通环槽(2-3)，且通环槽(2-3)底面直径与齿槽(2-2)的底面直径相同；通过齿槽(2-2)和通环槽(2-3)对定子(2)外圆面的分割，而在定子(2)的外面上形成均匀排列4N个上齿(2-1)与4N个下齿(2-4)；第一正弦信号绕组(4)、第二正弦信号绕组(4-1)和第一余弦信号绕组(5)、第二余弦信号绕组(5-1)分别间隔缠绕在上齿(2-1)和下齿(2-4)上；所述第一励磁绕组(6)、第二励磁绕组(6-1)缠绕在通环槽(2-3)中。
2.根据权利要求1所述的带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器，其特征在于所述第一正弦信号绕组(4)、第二正弦信号绕组(4-1)、第一余弦信号绕组(5)、第二余弦信号绕组(5-1)、第一励磁绕组(6)、第二励磁绕组(6-1)采用内外分布方式设置。
3.根据权利要求1所述的带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器，其特征在于所述第一励磁绕组(6)、第二励磁绕组(6-1)采用为集中绕组，绕组匝数相同，且线型相同。
4.根据权利要求1所述的带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器，其特征在于所述上齿(2-1)和下齿(2-4)与两者之间的通环槽(2-3)沿定子(2)轴向上的长度相等。
5.根据权利要求1所述的带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器，其特征在于所述第二圆环(1-2)的具体形状为正弦波形的圆环。
6.根据权利要求1所述的带有冗余绕组的外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器，其特征在于所述第二圆环(1-2)的波数与齿槽(2-2)的个数相等。
【文档编号】H01F27/28GK103617880SQ201310669413
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】尚静, 王昊, 李婷婷, 刘承军, 江善林, 赵猛, 赵博, 王骞, 丛宁 申请人:哈尔滨工业大学