一种旋转变压器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及变压器领域，尤其涉及一种旋转变压器。
【背景技术】
[0002] 旋转变压器在电路中使用时，或多或少都会有一定的插入损耗，插入损耗可以分 贝的形式表示，其是旋转变压器性能的最常见的测量技术指标。一般来说，在相同的磁场 内，旋转变压器的插入损耗越小，旋转变压器的性能越好。
[0003] 旋转变压器的插入损耗一般会随着所处电磁场的频率的增加而增大，现有的旋转 变压器不利于宽频信号的传输，因为其在工作于高频磁场中时，如频率为IOOMHz甚至更高 频率的电磁场中，插入损耗会特别大，使高频部分的信号已严重失真。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种旋转变压器，来解决以上技术问题。
[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种旋转变压器，包括定子和转子;所述转子和所述定子之间不物理接触;所述转 子和所述定子采用结构相同的磁芯；
[0007] 所述磁芯为铁氧体;所述磁芯的中部开设有用于连接转配轴的连接通孔;所述磁 芯上设置有一用于装配电磁线圈的环形槽;所述环形槽的内环直径大于所述连接通孔的直 径;所述环形槽的深度小于所述磁芯的高度;其中，所述连接通孔的圆心和所述环形槽的圆 心重合；
[0008] 所述磁芯包括第一导磁体、第二导磁体以及第三导磁体;所述第一导磁体为毗邻 所述连接通孔和所述环形槽之间的铁氧体部;所述第二导磁体为所述磁芯周部的铁氧体 部;所述第三导磁体为连接所述第一导磁部和所述第二导磁部的铁氧体部；
[0009] 所述第一导磁体、所述第二导磁体以及所述第三导磁体组成所述磁芯的磁路;所 述磁路上的各横截面积相等。
[0010] 本实施例通过优化磁芯的结构，使磁芯的磁路上各横截面积相等或近似相等，以 降低磁阻，进而降低高频信号传输中的损耗，从而可实现在保证信号不失真的情况下，能传 输频率范围更宽的宽频信号。
[0011]优选的，所述磁芯的周部开设有一个出线口，所述出线口连通所述环形槽，使所述 电磁线圈的两端能通过所述出线口伸出所述磁芯外。设置出线口以便于引出电磁线圈的端 头，便于接线。
[0012] 优选的，所述磁芯为圆柱形的铁氧体；
[0013] 所述连接通孔的直径为dl，所述环形槽的内圆直径为d2,所述环形槽的外圆直径 为d3,所述磁芯的直径为d4;所述出线口的宽度为B;所述磁芯的高度为H;所述环形槽的深 度为t;
[0014] 所述磁路包括第一磁通面、第二磁通面和第三磁通面;所述第一磁通面为所述第 一导磁体的环形的横截面，所述第二磁通面为所述第二导磁体的环形的横截面，所述第三 磁通面为所述第三导磁体的圆柱面；
[0015] 所述第一磁通面的面积为:n*(d2*d2/4-dl*dl/4);
[0016] 所述第二磁通面的面积为 π* (d4*d4/4-d3*d3/4) -B* (d4-d3) /2;
[0017] 所述第三磁通面的面积为Ji*d2*(H-t);
[0018] 所述第一磁通面、所述第二磁通面和所述第三磁通面的面积相等。
[0019] 所述第一磁通面和所述第二磁通面均为圆环，所述第三磁通面为圆柱面;其中，所 述第二磁通面有出线口，故需减去该部分面积；另外，由于d3和d2的差值很小，故所述第三 磁通面采用Ji*d2*(H-t)计算即可，其带来的误差可忽略。
[0020] 优选的，所述电磁线圈的线径为d5;所述环形槽内电磁线圈卷绕的圈数为N;
[0021] d3-d2>2*d5*N。
[0022] 如此设计环形槽，可保证环形槽有足够的空间以装配电磁线圈。
[0023]优选的，所述电磁线圈的线径d5为0.5毫米，所述环形槽内电磁线圈卷绕的圈数N 为2。
[0024] 本实施例中，从大量实验数据中可以发现，电磁线圈的圈数越多，插入损耗越大， 同时，增大电磁线圈的线径也有利用减低插入损耗，所述电磁线圈的线径d5为0.5毫米，所 述环形槽内电磁线圈卷绕的圈数N为2,其插入损耗较小，为本实施例的一种较优的实施方 案。
[0025] 优选的，所述出线口的宽度B为3毫米。
[0026]所述电磁线圈的线径d5为0.5毫米，两个即为1毫米，并且所述电磁线圈的两端要 有一定的距离，以防止短接出现短路。本实施例中，出线口的宽度B为3毫米即可满足需求。 [0027] 优选的，所述转子和所述定子之间的距离为0.09毫米;所述磁芯的直径为d4小于 19毫米;所述磁芯的高度小于6.2毫米。
[0028] 本实施例中，磁芯的直径和高度为产品的工艺需求，转子和定子之间隔开一定距 离，以实现非接触信号的传输;但该距离越大，插入损耗越大，在现有的加工工艺的基础上， 0.09毫米即可满足既能实现非接触信号的传输，从实验数据中可知，距离为0.09毫米，旋转 变压器在1-200MHZ的频率下工作时，插入损耗小于3分贝，满足性能需求。
[0029] 优选的，所述电磁线圈的上表面覆盖有磁胶。
[0030] 在不改变设计前提下，通过在电磁线圈上覆盖磁胶，可以收窄工作频段，可以不改 变设计前提下，调整工作频率。如为了禁止IMHz以下频率信号通过，在线包表面覆盖磁胶， 部分磁路通过磁胶形成回路，使低频段磁场无法传递到定子那边去，可以有效防止低频段 信号传输。
[0031] 优选的，所述磁芯为镍锌铁氧体;所述镍锌铁氧体的磁导率为200~1800。
[0032] 镍锌铁氧体磁导率比较低，晶粒细而小，并且是多孔结构，具有高频、宽频、低损耗 的特点。
[0033] 优选的，所述转子的环形槽内电磁线圈卷绕的圈数和所述定子的环形槽内电磁线 圈卷绕的圈数相同。可进一步降低插入损耗。
[0034] 本发明的有益效果:本实施例通过优化磁芯的结构，使磁芯的磁路上各横截面积 相等或近似相等，以降低磁阻，进而降低高频信号传输中的损耗，从而可实现在保证信号不 失真的情况下，能传输频率范围更宽的宽频信号。
【附图说明】
[0035] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其它的附图。
[0036] 图1为本发明实施例提供的旋转变压器的结构示意图。
[0037] 图2为本发明实施例提供的磁芯的结构示意图。
[0038] 图3为本发明实施例提供的磁芯的A-A向剖面图。
[0039] 图4为本发明实施例提供的装配上电磁线圈后的磁芯的结构示意图。
[0040] 图中：
[0041 ] 10、转子;20、定子;30、磁芯;31、连接通孔;32、环形槽;33、第一导磁体;34、第二导 磁体;35、第三导磁体;40、电磁线圈；341、出线口。
【具体实施方式】
[0042]本发明实施例提供了一种旋转变压器，用于实现宽频信号的传输。
[0043]为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述 的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域 普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护 的范围。
[0044] 下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0045] 请参考图1，图1为本发明实施例提供的旋转变压器的结构示意图。该旋转变压器 包括转子10和定子20。转子10和定子20之间不物理接触。
[0046]本实施例中，转子10和定子20采用结构相同的磁芯30。具体请参考图2,图2为本发 明实施例提供的磁芯30的结构示意图。
[0047]因镍锌铁氧体，其具有高频、宽频、低损耗的特点。故本实施例中，磁芯30选择具有 高频低损耗铁氧体材料，优选为镍锌铁氧体制成，更优的，选取磁导率在200~1800范围的 镍锌铁氧体。
[0048] 具体的，磁芯30的中部开设有连接通孔31。旋转变压器的的转子10和定子20固定 于一转配轴上，定子20在转配轴上固定不动，通过转配轴带动转子10旋转以实现信号的传 输。其中，磁芯30的连接通孔31即用于连接该转配轴。转子10、定子20连接转配轴的方式为 常规技术手段，故不在此赘述。
[0049] 请继续参考图3,图3为本发明实施例提供的磁芯的A-A向剖面图。图3中，纵向为磁 芯30的高度方向、环形槽32的深度方向、连接通孔31的深度方向。
[0050] 具体的，磁芯30为一圆柱形的铁氧体。磁芯30上设置有的环形槽32,环形槽32的内 环直径大于连接通孔31的直径，环形槽32的深度小于磁芯30的高度;其中，磁芯30的圆心、 连接通孔31的圆心和环形槽32的圆心重合。
[0051]其中，环形槽32用于装配或卷绕电磁线圈40,具体请参考图4,图4为本发明实施例 提供的装配上电磁线圈后的磁芯的结构示意图。
[0052]本实施例中，根据旋转变压器通电后所形成的磁路，可将磁芯30的铁氧体划分为 三部分，即第一导磁体33、第二导磁体34以及第三导磁体35。
[0053]如图3所示，第一导磁体33为毗邻连接通孔31和环形槽32之间的环形柱体的铁氧 体部;第二导磁体34为磁芯30周部的环形柱体的铁氧体部；第三导磁体35为连接第一导磁 部33和第二导磁部34的环