分立磁阻式旋转变压器的制作方法

本发明是关于磁阻式旋转变压器，特别是关于一种分立磁阻式旋转变压器。

背景技术：

1、现有技术中，最先出现的是如图1a所示的有刷结构的旋转变压器，该旋转变压器的旋变定子3置放副边信号输出绕组2，旋变转子1置放原边励磁绕组4，励磁电压通过滑环6和电刷5的滑动接触引进和引出。因为存在电的滑动接触，会发生接触不可靠和电火花，是一大可靠性隐患，并且结构、工艺实现，以及材料选择都很困难。

2、为了取消电接触、消除可靠性隐患，出现了如图1b所示的结构，在这种结构中，通过同心式环形变压器进行耦合，将电信号引进和引出转子8，7为定子，环变的转子绕组9和旋变的转子绕组10相连，将电压信号引到旋变的转子绕组10中，产生励磁磁场，取消了电刷和滑环，实现了没有电的滑动接触。图1b中的箭头表示是常规绕线式旋转变压器的磁路示意图，旋变部分和环变部分的磁路是独立的，二者之间没有磁的联系。因为环变式旋变的旋变部分的磁路与一般旋变一样，所以仅将环变的磁通路径示出。

3、由于可靠性的缘故，目前有刷旋转变压器基本不再用了。为了进一步提高可靠性，实现不在转子上置放绕组，又出现了如图1c所示的磁阻式旋转变压器，这种结构的旋转变压器的转子11上没有任何绕组、转子11外表面尺寸形状按一定函数关系、作规律变化，进而气隙大小随转角作规律性变化；励磁绕组和输出绕组均在定子12同一槽内，励磁绕组等匝绕成，输出绕组是特殊形式的交流绕组。应该指出的是，在磁阻式旋转变压器中，槽数必须是偶数，因为励磁绕组元件数是成对正反绕配置的，所以槽数不能是奇数。励磁绕组电流产生磁通，经过随转角尺寸作规律变化的气隙，这样气隙中磁场由两部分组成：恒定的幅值不随转角变化的部分和幅值随转角变化的部分。输出绕组各元件的感应电势相应的也是两部分组成：随转角幅值不变的恒定分量和随转角作规律变化的交变分量。在磁阻式旋转变压器的输出绕组中，各元件电势代数相加之后，总的合成输出电势中的恒定分量的电势必须为零，否则所造成的角度误差不可能工作。

4、磁阻式旋转变压器结构形式简单、可靠性高，容易实现，并且具有相当高的精度。但是这种结构形式存在两个严重问题：一、由于原理上为了实现气隙中随转角作周期变化的磁场，励磁绕组线圈元件绕向需要正反相间、配对相等，这样槽数必须是偶数。但理论上，为了减小由于开槽产生的齿谐波误差，槽数通常选为奇数更好，因而磁阻式旋转变压器槽数的选择局限性很大；二、由于原副边绕组置于同一定子槽内，这样紧密的接触，绕组之间除了主磁通的耦合外，漏磁通也无法避免，漏磁通包括槽部漏磁和端部漏磁；又由于磁路结构的关系，磁阻式旋转变压器的气隙尺寸要比其它形式的磁路尺寸大很多，这样导致绕组漏磁通相对很大。气隙中恒定磁场感应的恒定分量电势，可以通过采用正确形式绕组消除。但漏磁通在输出绕组中产生漏磁电势也是幅值不变的恒定分量电势(即上文中的感应电势的恒定分量无法被完全消除)，由于漏磁电势是不规律分布，难以消除，造成不可忽视的电气误差，而且往往是构成误差的主要因素，使得磁阻式旋转变压器的精度无法进一步提高。

5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种新的分立磁阻式旋转变压器，能够提高可靠性和精度。

2、为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种分立磁阻式旋转变压器，包括：旋变转子铁心、旋变定子铁心、输出绕组、环变定子导磁体、环变转子导磁体和励磁绕组。

3、所述旋变转子铁心和旋变定子铁心沿径向同心设置，所述输出绕组绕制于旋变定子铁心上，所述环变定子导磁体和环变转子导磁体沿径向同心设置，所述环变定子导磁体和环变转子导磁体围设形成安置槽，所述励磁绕组绕制于安置槽内，所述环变定子导磁体和环变转子导磁体沿轴向位于旋变转子铁心和旋变定子铁心的一侧，所述安置槽的开口方向朝向旋变转子铁心和旋变定子铁心设置，所述旋变转子铁心、旋变定子铁心、环变定子导磁体和环变转子导磁体之间形成磁路，所述旋变转子铁心与旋变定子铁心之间的气隙磁场分布随着旋变转子铁心的转角作规律性变化。

4、在本发明的一个或多个实施方式中，所述输出绕组包括多个相连的输出绕组元件，所述输出绕组元件置放于旋变定子铁心的定子槽内。

5、在本发明的一个或多个实施方式中，各所述输出绕组元件匝数呈正弦和余弦分布。

6、在本发明的一个或多个实施方式中，所述输出绕组元件在旋变定子铁心的各定子齿上依次分布。

7、在本发明的一个或多个实施方式中，所述输出绕组元件包括正向绕制的正向输出绕组元件和反向绕制的反向输出绕组元件，所述正向输出绕组元件和反向输出绕组元件相连以抵消恒定分量。

8、在本发明的一个或多个实施方式中，所述输出绕组为交流分布式绕组。

9、在本发明的一个或多个实施方式中，所述旋变转子铁心的外表面形成一个或多个极对数。

10、在本发明的一个或多个实施方式中，所述旋变定子铁心的定子槽内放置两相输出绕组。

11、在本发明的一个或多个实施方式中，所述励磁绕组为环形线圈绕组。

12、与现有技术相比，根据本发明实施方式的分立磁阻式旋转变压器，能够实现在旋变转子铁心上不设置任何绕组，具有高可靠性的特点；本发明的分立磁阻式旋转变压器能够将励磁绕组和输出绕组不设置在同一槽内，从而不像常规的磁阻式旋转变压器那样，由于必须置放于同一槽内带来不可避免的二者互相影响，从而产生严重误差；本发明的分立磁阻式旋转变压器能够实现旋变定子铁心槽数的自由选择，不必像磁阻式旋转变压器那样一定要为偶数，从而可以优化齿槽数的选择，降低谐波，提高精度。

技术特征：

1.一种分立磁阻式旋转变压器，其特征在于，包括：旋变转子铁心、旋变定子铁心、输出绕组、环变定子导磁体、环变转子导磁体和励磁绕组；

2.如权利要求1所述的分立磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述输出绕组包括多个相连的输出绕组元件，所述输出绕组元件置放于旋变定子铁心的定子槽内。

3.如权利要求2所述的分立磁阻式旋转变压器，其特征在于，各所述输出绕组元件匝数呈正弦和余弦分布。

4.如权利要求2所述的分立磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述输出绕组元件在旋变定子铁心的各定子齿上依次分布。

5.如权利要求1所述的分立磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述输出绕组元件包括正向绕制的正向输出绕组元件和反向绕制的反向输出绕组元件，所述正向输出绕组元件和反向输出绕组元件相连以抵消恒定分量。

6.如权利要求1所述的分立磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述输出绕组为交流分布式绕组。

7.如权利要求1所述的分立磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述旋变转子铁心的外表面形成有一个或多个极对数。

8.如权利要求1所述的分立磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述旋变定子铁心的定子槽内放置两相输出绕组。

9.如权利要求1所述的分立磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述励磁绕组为环形线圈绕组。

技术总结
本发明公开了一种分立磁阻式旋转变压器，包括：旋变转子铁心、旋变定子铁心、输出绕组、环变定子导磁体、环变转子导磁体和励磁绕组；旋变转子铁心和旋变定子铁心沿径向同心设置，输出绕组绕制于旋变定子铁心上，环变定子导磁体和环变转子导磁体沿径向同心设置，环变定子导磁体和环变转子导磁体围设形成安置槽，励磁绕组绕制于安置槽内，旋变转子铁心、旋变定子铁心、环变定子导磁体和环变转子导磁体之间形成磁路，旋变转子铁心与旋变定子铁心之间的气隙磁场分布随着旋变转子铁心的转角作规律性变化。根据本发明实施方式的分立磁阻式旋转变压器，能够实现在旋变转子铁心上不设置任何绕组，具有高可靠性的特点。

技术研发人员：曲家骐,王婧雯,田原,霍海宽,朱蓬勃,陈思帆,宗倩文,王鑫
受保护的技术使用者：上海赢双电机科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15