可轴向移动的磁阻式旋转变压器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及旋转变压器技术领域，尤其涉及一种磁阻式旋转变压器。
【背景技术】
[0002] 在一般的旋转运动中，运动部件在轴承的支撑下，只做旋转运动。静止部分和转动 部分之间轴向的相对位置是不做变化的。但在某些特殊场合下，除了要求运动部件做旋转 运动之外，还需做轴向运动。这就要求与之相配的速度和位置传感元件，也必须有这样功 能。旋转变压器是用在做旋转运动时的角度位置和旋转速度的传感器。传统旋转变压器的 结构和原理只适应做旋转运动，而不能同时允许轴向移动，否则参数和性能会发生变化、变 坏，而无法起到应有的作用。
[0003] 传统旋转变压器的定子和转子的轴向尺寸，一般都是设计成相等或相近。这样的 设计既能保证性能，又能节省空间。但当有轴向偏移时，磁路耦合情况发生变化，电磁参数 和性能都会发生变化，如图1所示，定子1、转子2,图la)是定转子铁芯长度相等的情况，图 lb)是定转子铁芯长度不等的情况、转子铁芯长比定子铁芯略长；这两情况下定转子铁芯 的轴向中心是重合的，定转子之间彼此可以实现全覆盖。图lc)是有轴向偏移的情况，定转 子的磁中心线不相重和（图中以Ad表示偏移量）。可以看出，随着转子轴向位移的加大， 彼此相覆盖的面积逐渐减小。这时，与定转子轴向铁芯中心相重合时相比，由于耦合面积减 小，输出信号减小、电气误差变大，其他电磁参数也要相应发生变化。若轴向变化过大，以至 于彼此脱离，那时就没有耦合了。那么当存在图lc)这种在有轴向偏移时，如何确定铁芯长 度是关键。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，提供一种可轴向移动的磁阻式旋转变压器，解决以上技术问 题。
[0005] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
[0006] 可轴向移动的磁阻式旋转变压器，包括定子和转子，所述定子铁芯长度和所述转 子铁芯长度不同，首先确定定子或转子中较短一方铁芯长度，而较长一方铁芯采用如下方 式确定：
[0007] Lc=LD+Lx+(2 ~4)δ(1)
[0008] 其中，1^为定子或转子中较长一方铁芯长度；
[0009] LD为定子或转子中较短一方铁芯长度；
[0010] LXS定子和转子在做轴向运动时的最大距离；
[0011] δ为定子和转子之间的气隙长度。
[0012] 当定子铁芯长度和所述转子铁芯长度不同时，较短一方铁芯长度可以根据电磁参 数及结构需要，采用传统方法计算，来确定长度。
[0013] 在所有轴向运动中，较长一方铁芯必须完全覆盖较短一方铁芯，本发明采用上述 方式确定铁芯长度，使得在有轴向偏移时，定子和转子彼此覆盖的面积仍能保持不变，同时 解决由于轴向偏移带来的计算中问题，确定合适的、正确的几何尺寸，实现性能不变、参数 不变。
[0014] 采用上述原则的旋转变压器，作为角度、速度传感器使用时，允许除做旋转运动 外，同时可在一定范围内做轴向运动，而其参数和性能保持不变。
[0015] 在电磁计算中，有效铁芯长度是指参与计算的长度，不同于一般实际的铁芯长度， 有效铁芯长度必须考虑到磁场的端部边缘效应，本发明采用如下方法计算有效铁芯长度 Le：
[0016] 当所述定子铁芯长度和所述转子铁芯长度一致、或所述定子铁芯长度和所述转子 铁芯长度相差值不大于3倍气隙δ时：
[0017]
[0018] 其中，Le为有效铁芯长度；
[0019] Ls为定子铁芯长度；
[0020] LR为转子铁芯长度；
[0021] δ为定子和转子之间的气隙长度；
[0022] 当所述定子铁芯长度和所述转子铁芯长度相差值AL= |Ls-LR| > 3δ时：
[0023] Le=LD+1δ(3)
[0024] 1δ = 4δ(4)
[0025] 其中，Le为有效铁芯长度；
[0026] LD为定子或转子中较短一方铁芯长度；
[0027] 15为长度增加值；
[0028] δ为定子和转子之间的气隙长度。
[0029] 在设计中，定子或转子铁芯长度的确定是关键。在电磁设计中，和气隙及铁芯长度 有关的参数是计算有效铁芯长度Le。定转子之间的气隙的径向尺寸称作为气隙长度，在作 电磁计算时，应考虑到气隙的边缘效应，所以不能简单的把几何上的铁芯长度尺寸当作电 磁计算参数。本发明的电磁设计方法，能解决由于轴向偏移带来的计算问题。
[0030] 在所述定子铁芯长度和所述转子铁芯长度不同时，可以根据具体情况选择长短， 但是优选采用所述转子铁芯长度长于所述定子铁芯长度。
[0031] 有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明设计的旋转变压器，在允许除做旋转 运动外，同时可在一定范围内做轴向运动，而其参数和性能保持不变。
【附图说明】
[0032] 图la)为定转子铁芯长度相等时的结构示意图；
[0033] 图lb)为定转子铁芯不等时的结构不意图；
[0034] 图lc)为定转子铁芯轴向偏移时的结构示意图；
[0035] 图2a)为长转子型的结构示意图；
[0036] 图2b)为长定子型的结构示意图；
[0037] 图3a)为定转子铁芯轴向中心线一致时的位置示意图；
[0038] 图3b)为转子轴向向左移动最大时的位置示意图；
[0039] 图3c)为转子轴向向右移动最大时的位置示意图；
[0040] 图4a)为定转子铁芯相等时的磁场不意图；
[0041] 图4b)为定转子铁芯不等时的磁场不意图；
[0042] 图4c)为定转子铁芯长度相差大于3δ情况下的磁场示意图。
【具体实施方式】
[0043] 为了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。
[0044] 参照图2至图4,可轴向移动的磁阻式旋转变压器，包括定子1和转子2,如图2所 示，图2a)的转子铁芯长度长于定子铁芯长度，图2b)的转子铁芯长度短于定子铁芯长度， 可以根据具体情况选择长短，但是优