CN102737825B - 可变磁阻式旋转变压器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种VR旋转变压器，该VR旋转变压器能够以限定的定子槽的数量以高精度检测旋转角。该VR旋转变压器由旋转变压器定子和旋转变压器转子构成。从旋转变压器定子的内周侧朝直径方向上的内侧以环形的形状布置齿，齿的数量等于2以上的整数P和4的乘积。在旋转变压器转子中，径向地突出凸起部分，凸起部分的数量等于3以上的奇数m和整数P的乘积。所有的定子槽被设置有激励线圈，激励线圈通过电压的施加而产生磁场。此外，所有的定子槽被设置有第一线圈或者第二线圈，第一线圈或者第二线圈基于磁场输出不同波形的电信号。

Description

可变磁阻式旋转变压器

技术领域

本发明涉及单相输入且双相输出的可变磁阻式旋转变压器。

背景技术

迄今为止，检测旋转角的旋转角传感器是已知的。该旋转角传感器被广泛地使用。例 如，旋转角传感器被用于机动车的电力系统中的车轮转速感传器、把手舵角传感器等等。 例如，旋转角传感器还被用于机器人、运送装置等等的旋转驱动单元、自动装配机、测量 机器等等的分度工作台(index tables)，数控机床、专用机器等等的加工分度头(index)。 恶劣环境中使用的旋转角传感器需要高的环境抵抗力。例如，迄今为止已经用于旋转角传 感器的光学编码器或者磁式编码器易受温度变化和电磁场的影响，并且具有低的环境抵抗 力。旋转变压器被提及作为实现高的环境抵抗力的旋转角传感器。已知的一个旋转变压器 是可变磁阻式旋转变压器(以下称为VR旋转变压器)。

VR旋转变压器利用伴随旋转变压器转子的旋转的磁阻(磁阻)中的变化，检测旋转角。在通用的VR旋转变压器中，环形的旋转变压器定子具有缠绕成线圈形状的激励绕组和输出绕组。激励绕组通过电压的施加而产生磁场。输出绕组输出基于该磁场的电信号。在旋转变压器定子之内，布置旋转变压器转子。磁路中的磁阻随着旋转变压器转子的旋转而变化。从输出绕组输出的电信号随磁阻的变化而变化。例如，通过外部信号处理电路来信号处理从输出线圈输出的电信号，计算旋转变压器转子的转速或者旋转角。

各种种类的VR旋转变压器被称为“nX”，用于区分它们。“n”指的是在VR旋转变压器的输出信号中，旋转变压器转子的一个旋转期间输出的电压的正弦波的周期数，并且被称为多轴角度数n。例如，其中在旋转变压器转子的一个旋转期间输出2个周期的正弦波的VR旋转变压器被称为“2X”。通过旋转变压器转子的形状来确定多轴角度数n。通常，当旋转变压器定子的槽数被限定为N时，VR旋转变压器被构成，以使N＝4n成立。例如，专利文献1公开了具有2X的旋转变压器转子以及8槽的旋转变压器定子的VR旋转变压器。

在VR旋转变压器中，为了以高精度检测旋转角，“nX”被增加。根据N＝4n的关系，为了增加“nX”，定子槽的数量必须被增加。当定子槽的数量被增加时，出现VR旋转变压器的尺寸增加或者费用增加的问题。

作为当定子槽的数量在固定范围中(低于4n个)时增加“nX”的方法，已知一种结构，在该结构中，从定子槽的内周面到外周面设置三个线圈(例如，激励线圈、第一相的输出线圈，以及第二相输出线圈)。然而，根据两个输出线圈被缠绕在其周围的层的顺序，线圈的外径是不同的。两个输出线圈的相位或者阻抗由于线圈的外径中的差异而变得不平衡，并且结果，电误差变大。电误差的增加降低了旋转角的检测精度。随着VR旋转变压器的使用的增加，需要高的检测精度。因此，期望费用低并且电误差小的小型的VR旋转变压器。

考虑到上述情况，已经作出本发明。本发明的目的是提供一种VR旋转变压器，该VR旋转变压器能够以限定的定子槽的数量以高精度检测旋转角。

相关申请的交叉引用

JP2001-143010

发明内容

本发明是单相输入且双相输出的可变磁阻式旋转变压器。本发明环形的定子，在环形的定子中，沿圆周方向等间隔地形成定子槽，定子槽的数量等于2以上的整数P和4的乘积；激励线圈，激励线圈被设置在所有定子槽中，并且通过电压的施加来产生磁场；第一输出线圈，第一输出线圈被选择性地设置在定子槽中，并且基于磁场输出第一波形的电信号；第二输出线圈，第二输出线圈被设置在定子槽当中没有设置第一输出线圈的定子槽中，并且基于磁场输出第二波形的电信号；以及转子，在转子中，沿所述圆周方向设置凸起部分，凸起部分的数量等于3以上的奇数m和整数P的乘积，而且转子在定子内旋转。

根据本发明的VR旋转变压器，可以以限定的定子槽数量以高精度检测旋转角。

附图说明

图1是图解根据第一实施例的VR旋转变压器30的结构的示意图。

图2是沿着图1的切割面线II-II的截面图。

图3是图解旋转变压器定子32中的线圈的示意图。

图4图解曲线图，该曲线图图解“2X”和“1X”型旋转变压器定子的输出波形，以及旋转变压器定子32的输出波形。

图5是图解根据第二实施例的VR旋转变压器40的结构的示意图。

图6是图解旋转变压器定子42中的线圈的示意图。

图7是图解根据第三实施例的VR旋转变压器50的结构的示意图。

图8是图解旋转变压器定子52中的线圈的示意图。

具体实施方式

以下，参考适当的附图描述本发明的较佳实施例。理所当然的是，如下所述的实施例仅仅是本发明的实例，而且在本发明的范围没有被改变的范围内，本发明的实施例可以被适当地改变。

[第一实施例]

如图1和2图解的，VR旋转变压器30由旋转变压器定子32和旋转变压器转子31构成。例如，在VR旋转变压器30被安装在旋转驱动单元等等上的方面中，旋转变压器转子31被固定到旋转驱动单元的轴26。旋转变压器转子31相对于旋转变压器定子32旋转，同时与轴26成一体。

如图1图解的，旋转变压器定子32具有近似圆柱形形状。16个齿33A到33P从旋转变压器定子32的内周面朝直径方向上的内侧突出。16个齿33A到33P被布置成环形的形状。通过相邻的齿33A到33P形成在旋转变压器定子32的内周面处的空间是定子槽。通过将给定厚度的无方向的电钢板压制加工成为如图1中图解的平面所示的形状，并且层压多个钢板以及通过卷曲等等来固定钢板，获得该旋转变压器定子32。旋转变压器转子31被配置在旋转变压器定子32的齿33A到33P之内。通过层压具有20个凸起部分如平面图所示被径向突出的形状的多个无方向的电钢板，并且通过卷曲来固定电钢板，获得旋转变压器转子31。旋转变压器转子31和旋转变压器定子32的间隙磁导相对于旋转变压器转子31的旋转角的角度θ以正弦波的形状变化。多轴角度数n等于形成在旋转变压器转子31中的凸起部分的数量。在这个实施例中的旋转变压器转子31中，正弦波的1个周期所需的角度θ是360/20＝18°。更具体地，旋转变压器是“20X”型，其中，当旋转变压器转子31进行一个转动时，输出20个周期的正弦波。

通过2以上的整数P和4的乘积来确定齿的数量。通过3以上的奇数m和整数P的乘积来确定旋转变压器转子的凸起部分的数量。这个实施例描述了P＝4以及m＝5的实例。对于整数P和奇数m，可以使用不同的值。例如，在m＝3的情况下，旋转变压器转子31的凸起部分的数量是12。较佳地，整数P的值的范围是2到6并且奇数m的值是3或者5。

在图3中，仅仅由字母A到P图解旋转变压器定子32的齿33A到33P中的每一个齿的位置。在图解最里面的圆圈的线上，图解激励线圈34A到34P。在图解居中圆圈的线上，图解第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O。在图解最外面的圆圈的线上，图解第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P。如图3中图解的，在旋转变压器定子32的齿33A到33P周围，激励线圈34A到34P，第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O，以及第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P在给定缠绕方向中被缠绕。第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O中的每一个线圈的圈数是差不多相同的，而且第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P中的每一个线圈的圈数是差不多相同的。

对于激励线圈34A到34P，第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O，以及第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P的缠绕，例如使用飞轮式绕线器或者喷嘴式绕线器。

激励线圈34A到34P分别被缠绕在齿33A到33P周围。当电流被施加到激励线圈34A到34P时，在激励线圈34A到34P中形成正极性或者负极性的磁场。因为交流电被施加到激励线圈34A到34P，所以每一个激励线圈34A到34P中的极性以给定频率变化。在齿33A、33C、33E、33G、33I、33K、33M和33O周围，分别缠绕正极性的激励线圈34A、34C、34E、34G、34I、34K、34M和34O。在齿33B、33D、33F、33H、33J、33L、33N和33P周围，分别缠绕负极性的激励线圈34B、34D、34F、34H、34J、34L、34N和34P。在图3中，虽然通过“○”来图解成为正极性的线圈并且通过“●”来图解成为负极性的线圈，但是极性是正还是负是一种相对的关系。因此，理所当然，极性可以被倒转。因此，当激励线圈34A、34C、34E、34G、34I、34K、34M、和34O激励正极性或者负极性中的一个时，激励线圈34B、34D、34F、34H、34J、34L、34N和34P激励正极性或者负极性中的另一个。

激励线圈34A到34R被配置为彼此面对，如此，相对于旋转变压器转子31的旋转中心以180°的旋转角形成一对。在这些激励线圈34A到34R中，彼此面对配置的一对线圈的极性是相同的。

第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O被分别缠绕在齿33A、33C、33E、33G、33I、33K、33M和33O周围。响应于激励线圈34A到34P的磁场，感应电压出现在每一个第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O中。在齿33A、33E、33I和33M周围，第一线圈35A、35E、35I和35M分别以正极性被缠绕。在齿33C、33G、33K和33O周围，第一线圈35C、35G、35K和35O分别以负极性被缠绕。因此，第一线圈35C、35G、35K和35O的极性变成分别与通过第一线圈所面对的激励线圈34C、34G、34K和34O激励的极性相同。第一线圈35A、35E、35I和35M的极性变成分别与通过第一线圈所面对的激励线圈34A、34E、34I和34M激励的极性相反。

第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O被配置为彼此面对，如此，相对于旋转变压器转子31的旋转中心在180°的旋转角处形成一对。第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O中的每一对的极性分别与第一线圈面对的激励线圈34A、34C、34E、34G、34I、34K、34M和34O的极性相同。

第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P分别被缠绕在齿33B、33D、33F、33H、33J、33L、33N和33P的周围。响应于激励线圈34A到34R的磁场，感应电压出现在每一个第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P中。在齿33D、33H、33L和33P周围，第二线圈36D、36H、36L和36P分别以正极性被缠绕。在齿33B、33F、33J和33N周围，第二线圈36B、36F、36J和36N分别以负极性被缠绕。因此，第二线圈36D、36H、36L和36P的极性变成分别与通过第二线圈所面对的激励线圈34D、34H、34L和34P激励的极性相同。第二线圈36B、36F、36J和36N的极性变成分别与通过第二线圈所面对的激励线圈34B、34F、34J和34N激励的极性相反。

第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P被配置为彼此面对，从而相对于旋转变压器转子31的旋转中心在180°的旋转角处形成一对。第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P的极性变成分别与通过第二线圈所面对的激励线圈34B、34D、34F、34H、34J、34L、34N和34P激励的极性相同。

[VR旋转变压器30的操作]

当交流电被施加到激励线圈33A到33R中的每一个激励线圈时，第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O输出例如由sin20θ表示的波形，并且第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P输出其中相位从第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O的相位偏移的波形，例如输出由cos20θ表示的波形。“θ”指的是旋转变压器转子31的旋转角。输出是其中振幅分量被省略的一个输出。

从第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O以及第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P输出的波形通过外部信号处理电路被处理。图4的曲线图中的G1表示第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O的输出中的变化。在此，曲线图的横轴表示旋转变压器转子31的旋转角θ，并且纵轴表示输出。在该曲线图中，G2和G3被显示作为与G1的比较。G2表示具有多轴角度数为2的VR旋转变压器的输出中的变化，即，“2X”型的VR旋转变压器的输出中的变化。G3表示具有多轴角度数为1的VR旋转变压器的输出中的变化，即，“1X”型的VR旋转变压器的输出中的变化。以下，比较用于将G1、G2和G3的输出从0.5改变到0.6的旋转变压器转子的旋转量。

在G1中，与纵轴的0.5到0.6的范围相对应的横轴的范围由A到B表示。在此，A＝1.5°并且B＝1.843°被成立(参见D1)。更具体地，在G1中，当旋转变压器转子的角度从A到B变化0.343°时，输出从0.5变化到0.6。在G2中，与纵轴的0.5到0.6的范围相对应的横轴的范围由C到D表示。在此，C＝15°并且B＝18.43°被成立(参见D1)。更具体地，在G2中，当旋转变压器转子的角度从C到D变化3.43°时，输出从0.5变化到0.6。在G3中，与纵轴的0.5到0.6的范围相对应的横轴的范围由E到F表示。在此，E＝30°并且B＝36.87°被成立(参见D1)。更具体地，在G3中，当旋转变压器转子的角度从E到F变化6.87°时，输出从0.5变化到0.6。

如上所述，在G1、G2和G3中，与从0.5到0.6的输出变化相对应的角度变化分别是0.343°、3.43°和6.87°。关于角度比率，当G3是100％时，G1是5％以及G2是50％(参见D2)。更具体地，假定可以由信号处理电路检测的输出变化的最小值是恒定的，G2的VR旋转变压器可以检测可以由G3的VR旋转变压器检测的最小角度变化的一半的角度变化。根据这个实施例的G1的VR旋转变压器30可以检测可以由G3的VR旋转变压器检测的最小角度变化的/20的角度变化。

[实施例的效果]

在根据这个实施例的VR旋转变压器30中，“20X”以限定的定子槽的数量被实现，而且可以获得比以前的VR旋转变压器高的检测精度。

因为第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O以及第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P两者都没有被缠绕在一个定子槽周围，所以所有的第一线圈和第二线圈的外径可以被做成相等的。因此，第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O以及第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P处于电平衡状态和机械平衡状态中。因此，进一步提高旋转角的检测精度。

在配置为环形形状的所有的齿33A到33P的周围，缠绕第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O或者第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P。所以，即使当旋转变压器定子32或者旋转变压器转子31的磁性具有一点方向性时，来自缠绕在整个圆周的齿33A到33P周围的每一个线圈的输出被积分，并且电误差被平均。

在第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O当中，相对于旋转变压器转子31的旋转中心彼此面对配置的一对线圈的极性变成分别与通过第一线圈面对的激励线圈34A、34C、34E、34G、34I、34K、34M和34O所激励的极性相同。即使当旋转变压器转子31的旋转中心与旋转变压器定子32的中心偏心，以便靠近第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O当中相对于旋转变压器转子31的旋转中心彼此面对配置的一对第一线圈中的一个线圈，并且远离该对第一线圈中的另一个线圈时，在彼此面对配置的第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O中的一对线圈中由于偏心而产生的电压波动出现，如此，当该对第一线圈的一个第一线圈的电压增加时，该对第一线圈的另一个第一线圈的电压减少。更具体地，由于旋转变压器转子31的偏心而在第一线圈35A、35C、35E、35G、35I、35K、35M和35O中产生的电压的波动在相互面对的一对第一线圈中被抵消。

在第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P当中，相对于旋转变压器转子31的旋转中心彼此面对配置的一对线圈的极性变成分别与通过第一线圈所面对的激励线圈34B、34D、34F、34H、34J、34L、34N和34P激励的极性相同。即使当旋转变压器转子31的旋转中心与旋转变压器定子32的中心偏心，以便靠近第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P当中相对于旋转变压器转子31的旋转中心彼此面对配置的一对第二线圈中的一个线圈、并且远离该对第二线圈中的另一个线圈时，在彼此面对配置的第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P中的一对线圈中由于偏心而产生的电压出现，如此，当该对第二线圈中的一个第一线圈的电压增加时，该对第二线圈中的另一个第二线圈的电压减少。更具体地，在第二线圈36B、36D、36F、36H、36J、36L、36N和36P中由于旋转变压器转子31的偏心而产生的电压的波动在相互面对的一对第二线圈中被抵消。

[第二实施例]

以下描述本发明的第二实施例。如上所述，通过2以上的整数P和4的乘积来确定齿的数量。通过3以上的奇数m和整数P的乘积来确定旋转变压器转子的凸起部分的数量。虽然第一实施例描述P＝4以及m＝5的实例，但是第二实施例描述P＝3以及m＝5的实例。

如图5中图解的，VR旋转变压器40由旋转变压器定子42和旋转变压器转子41构成，在旋转变压器定子42中，12个齿43A到43L全部被突出，在旋转变压器转子41中，如平面图中观看的，15个凸起部分被径向地突出。对于整数P和奇数m，可以使用不同的值。例如，在m＝3的情况下，旋转变压器转子41的凸起部分的数量是9。较佳地，整数P的值的范围是2到6，并且奇数m的值是3或者5。

在VR旋转变压器40被安装在旋转驱动单元等等上的方面中，旋转变压器转子41被固定到该旋转驱动单元的轴26。旋转变压器转子41相对于旋转变压器定子42旋转，同时与轴26成一体。旋转变压器转子41的截面图与图2中图解的相同。

旋转变压器定子42具有近似圆柱形的形状。12个齿43A到43L从旋转变压器定子42的内周面朝直径方向上的内侧突出。12个齿43A到43L被布置成环形的形状。通过相邻的齿43A到43L形成在旋转变压器定子42的内周面处的空间是定子槽。通过将给定厚度的无方向的电钢板压制加工成为如图5中图解的平面所示的形状，并且层压多个钢板以及通过卷曲等等来固定钢板，获得该旋转变压器定子42。旋转变压器转子41被配置在旋转变压器定子42的齿43A到43L之内。通过层压具有15个凸起部分如平面所示被径向突出的形状的多个无方向的电钢板，并且通过卷曲来固定电钢板，获得旋转变压器转子41。旋转变压器转子41和旋转变压器定子42的间隙磁导相对于旋转变压器转子41的旋转角的角度θ以正弦波的形状变化。多轴角度数n等于形成在旋转变压器转子41中的凸起部分的数量。在这个实施例中的旋转变压器转子41中，正弦波的1个周期所需的角度是360/15＝24°。更具体地，旋转变压器是“15X”型，其中，当旋转变压器转子41进行一个转动时，输出15个周期的正弦波。

在图6中，仅仅由字母A到L图解旋转变压器定子42的齿43A到43L中的每一个齿的位置。在图解最里面的圆圈的线上，图解激励线圈44A到44L。在图解居中圆圈的线上，图解第一线圈45A、45C、45E、45G、45I和45K。在图解最外面的圆圈的线上，图解第二线圈46B、46D、46F、46H、46J和46L。如图6中图解的，在旋转变压器定子42的齿43A到43L周围，激励线圈44A到44L，第一线圈45A、45C、45E、45G、45I和45K，以及第二线圈46B、46D、46F、46H、46J和46L在给定缠绕方向中被缠绕。第一线圈45A、45C、45E、45G、45I和45K中的每一个线圈的圈数是差不多相同的，而且第二线圈46B、46D、46F、46H、46J和46L中的每一个线圈的圈数是差不多相同的。

对于激励线圈44A到44L，第一线圈45A、45C、45E、45G、45I和45K，以及第二线圈46B、46D、46F、46H、46J和46L的缠绕，例如使用飞轮式绕线器或者喷嘴式绕线器。

激励线圈44A到44L分别被缠绕在齿43A到43L的周围。当电流被施加到激励线圈44A到44L时，在每一个激励线圈44A到44L中形成正极性或者负极性的磁场。当交流电被施加到激励线圈44A到44L时，每一个激励线圈44A到44L中的极性以给定频率变化。在齿43A、43C、43E、43G、43I和43K的周围，分别缠绕正极性的激励线圈44A、44C、44E、44G、44I和44K。在齿43B、43D、43F、43H、43J和43L的周围，分别缠绕负极性的激励线圈44B、44D、44F、44H、44J和44L。在图6中，虽然通过“○”来图解成为正极性的线圈，并且通过“●”来图解成为负极性的线圈，但是极性是正还是负是一种相对的关系。因此，理所当然，极性可以被倒转。因此，当激励线圈44A、44C、44E、44G、44I和44K激励正极性或者负极性中的一个时，激励线圈44B、44D、44F、44H、44J和44L激励正极性或者负极性中的另一个。

激励线圈44A到44L被配置为彼此面对，如此，相对于旋转变压器转子41的旋转中心以180°的旋转角形成一对。在这些激励线圈44A到44L中，彼此面对配置的一对线圈的极性是相同的。

第一线圈45A、45C、45E、45G、45I和45K分别被缠绕在齿43A、43C、43E、43G、43I和K周围。响应于激励线圈44A到44L的磁场，感应电压出现在每一个第一线圈45A、45C、45E、45G、45I和45K中。在齿343A、43E和43I周围，第一线圈45A、45E和45I分别以正极性被缠绕。在齿43C、43G和43K周围，第一线圈45C、45G和45K分别以负极性被缠绕。因此，第一线圈43C、43G和43K的极性变成分别与通过第一线圈所面对的激励线圈44C、44G和44K激励的极性相同。第一线圈45A、45E和45I的极性变成分别与通过第一线圈所面对的激励线圈44A、44E和44I激励的极性相反。

第一线圈45A、45C、45E、45G、45I和45K被配置为彼此面对，如此，相对于旋转变压器转子41的旋转中心以180°的旋转角形成一对。第一线圈45A、45C、45E、45G、45I和45K中的每一对的极性分别与第一线圈面对的激励线圈44A、44C、44E、44G、44I和44K的极性相同。

第二线圈46B、46D、46F、46H、46J和46L分别被缠绕在齿43B、43D、43F、43H、43J和43L的周围。响应于激励线圈44A到44L的磁场，感应电压出现在每一个第二线圈46B、46D、46F、46H、46J和46L中。在齿43D、43H和43L周围，第二线圈46D、46H和46L分别以正极性被缠绕。在齿43B、43F和43J周围，第二线圈46B、46F和46J分别以负极性被缠绕。因此，第二线圈46D、46H和46L的极性变成分别与通过第二线圈所面对的激励线圈44D、44H和44L激励的极性相同。第二线圈46B、46F和46J的极性变成分别与通过第二线圈所面对的激励线圈44B、44F和44J激励的极性相反。

第二线圈46B、46D、46F、46H、46J和46L被配置为彼此面对，以在相对于旋转变压器转子41的旋转中心以180°的旋转角形成一对。第二线圈46B、46D、46F、46H、46J和46L中的每一对的极性变成分别与通过第二线圈所面对的激励线圈44B、44D、44F、44H、44J和44L激励的极性相同。

同样在根据这个实施例的VR旋转变压器40中，表明与根据第一实施例的VR旋转变压器30相同的效果。特别地，因为“15X”以限定的定子槽数量被实现，所以可以获得比以前的VR旋转变压器高的检测精度。

[第三实施例]

以下描述本发明的第三实施例。如上所述，通过2以上的整数P和4的乘积来确定齿的数量。通过3以上的奇数m和整数P的乘积来确定旋转变压器转子的凸起部分的数量。虽然第一实施例描述P＝4以及m＝5的实例，但是第三实施例描述P＝2以及m＝5的实例。

如图7中图解的，VR旋转变压器50由旋转变压器定子52和旋转变压器转子51构成，在旋转变压器定子52中，8个齿53A到53H全部被突出，在旋转变压器转子51中，如在平面图中观看的，10个凸起部分被径向地突出。对于整数P和奇数m，可以使用不同的值。例如，在m＝3的情况下，旋转变压器转子51的凸起部分的数量是6。较佳地，整数P的值的范围是2到6，并且奇数m的值是3或者5。

当VR旋转变压器50被安装在旋转驱动单元等等上时，旋转变压器转子51被固定到该旋转驱动单元的轴26。旋转变压器转子51相对于旋转变压器定子52旋转，同时与轴26成一体。旋转变压器转子51的截面图与图2中图解的相同。

旋转变压器定子52具有近似圆柱形的形状。8个齿53A到53H从旋转变压器定子52的内周面朝直径方向上的内侧突出。8个齿53A到53H被布置成环形的形状。由相邻的齿53A到53H形成在旋转变压器定子52的内周面处的空间是定子槽。通过将给定厚度的无方向的电钢板压制加工成为如图7中图解的平面所示的形状，并且层压多个钢板以及通过卷曲等等来固定钢板，获得该旋转变压器定子52。旋转变压器转子51被配置在旋转变压器定子52的齿53A到53H之内。通过层压具有10个凸起部分如平面所示被径向突出的形状的多个无方向的电钢板，并且通过卷曲来固定电钢板，获得旋转变压器转子51。旋转变压器转子51和旋转变压器定子52的间隙磁导相对于旋转变压器转子51的旋转角的角度θ以正弦波的形状变化。多轴角度数n等于形成在旋转变压器转子51中的凸起部分的数量。在这个实施例中的旋转变压器转子51中，正弦波的1个周期所需的角度是360/10＝36°。更具体地，旋转变压器是“10X”型，其中，当旋转变压器转子51进行一个转动时，输出10个周期的正弦波。

在图8中，在图解最里面的圆圈的线上，图解激励线圈54A到54H。在图解居中圆圈的线上，图解第一线圈55A、55C、55E、和55G。在图解最外面的圆圈的线上，图解第二线圈56B、56D、56F和56H。在旋转变压器定子52的齿53A到53H周围，以给定的缠绕方向缠绕激励线圈54A到54H，第一线圈55A、55C、55E和55G，以及第二线圈56B、56D、56F和56H。第一线圈55A、55C、55E和55G中的每一个线圈的圈数是差不多相同的，而且第二线圈56B、56D、56F和56H中的每一个线圈的圈数是差不多相同的。

对于激励线圈54A到54H，第一线圈55A、55C、55E和55G，以及第二线圈456B、56D、56F和56H的缠绕，例如使用飞轮式绕线器或者喷嘴式绕线器。在图8中，仅仅由字母A到H图解旋转变压器定子52的每一个齿53A到53H的位置。

激励线圈54A到54H分别被缠绕在齿53A到53H的周围。当电流被施加到激励线圈54A到54H时，在每一个激励线圈54A到54H中形成正极性或者负极性的磁场。当交流电被施加到激励线圈54A到54H时，每一个激励线圈54A到54H中的极性以给定频率变化。在齿53A、53C、53E和53G周围，分别缠绕正极性的激励线圈54A、54C、54E和54G。在齿53B、53D、53F和53H周围，分别缠绕负极性的激励线圈54B、54D、54F和54H。在图8中，虽然通过“○”来图解成为正极性的线圈并且通过“●”来图解成为负极性的线圈，但是极性是正还是负是一种相对的关系。因此，理所当然，极性可以被倒转。因此，当激励线圈54A、54C、54E和54G激励正极性或者负极性中的一个时，激励线圈54B、54D、54F和54H激励正极性或者负极性中的另一个。

激励线圈54A到54H被配置为彼此面对，如此，相对于旋转变压器转子51的旋转中心以180°的旋转角形成一对。在这些激励线圈54A到54H中，彼此面对配置的一对线圈的极性是相同的。

第一线圈55A、55C、55E和55G分别被缠绕在齿53A、53C、53E和53G周围。响应于激励线圈54A到54H的磁场，每一个第一线圈55A、55C、55E和55G生成感应电压。在齿53A和53E周围，第一线圈55A和55E分别以正极性被缠绕。第一线圈55C和55G以负极性被缠绕在齿53C和53G周围。因此，第一线圈53C和53G的极性变成分别与通过第一线圈所面对的激励线圈54C和54G激励的极性相同。第一线圈55A和55E的极性变成分别与通过第一线圈所面对的激励线圈54A和54E激励的极性相反。

第一线圈55A、55C、55E和55G被配置为彼此面对，如此，相对于旋转变压器转子51的旋转中心以180°的旋转角形成一对。第一线圈55A、55C、55E和55G中的每一对线圈的极性分别与第一线圈面对的激励线圈54A、54C、54E和54G的极性相同。

第二线圈56B、56D、56F和56H分别被缠绕在齿53B、53D、53F和53H周围。响应于激励线圈54A到54H的磁场，感应电压出现在每一个第二线圈56B、56D、56F和56H中。在齿53D和53H周围，第二线圈56D和56H分别以正极性被缠绕。第二线圈56B和56F以负极性被缠绕在齿53B和53F周围。因此，第二线圈56D和56H的极性变成分别与通过第二线圈所面对的激励线圈54D和54H激励的极性相同。第二线圈56B和56F的极性变成分别与通过第二线圈所面对的激励线圈54B和54F激励的极性相反。

第二线圈56B、56D、56F和56H被配置为彼此面对，以便相对于旋转变压器转子51的旋转中心以180°的旋转角形成一对。第二线圈、56D、56F和56H中的每一对线圈的极性变成分别与通过第二线圈所面对的激励线圈54B、54D、54F和54H激励的极性相同。

同样在根据这个实施例的VR旋转变压器50中，表明与根据第一实施例的VR旋转变压器30相同的效果。特别地，因为“10X”以限定的定子槽数量被实现，所以可以获得比以前的VR旋转变压器高的检测精度。

Claims (7)

1.一种可变磁阻式旋转变压器，是单相输入且双相输出的可变磁阻式旋转变压器，其特征在于，包括：

环形的定子，在所述环形的定子中，沿圆周方向等间隔地形成定子槽，所述定子槽的数量等于2以上的整数P和4的乘积；

激励线圈，所述激励线圈被设置在全部的所述定子槽中，并且通过电压的施加来产生磁场；

第一输出线圈，所述第一输出线圈被选择性地设置在所述定子槽中，并且基于所述磁场输出第一波形的电信号；

第二输出线圈，所述第二输出线圈被设置在所述定子槽当中没有设置所述第一输出线圈的所述定子槽中，并且基于所述磁场输出第二波形的电信号；和

转子，在所述转子中，沿所述圆周方向设置凸起部分，所述凸起部分的数量等于3以上的奇数m和所述整数P的乘积，而且所述转子在所述定子内旋转。

2.如权利要求1所述的可变磁阻式旋转变压器，其特征在于，

所述整数P是4以下，并且所述奇数m是5以下。

3.如权利要求1所述的可变磁阻式旋转变压器，其特征在于，

所述第一输出线圈的圈数和所述第二输出线圈的圈数全部是相等的。

4.如权利要求1所述的可变磁阻式旋转变压器，其特征在于，

在相对于所述定子的中心以180°对称的一对所述定子槽中，从所述定子的所述中心观看，所述激励线圈在相同的方向中被相互地缠绕。

5.如权利要求1所述的可变磁阻式旋转变压器，其特征在于，

在两个相邻的所述定子槽中，从所述定子的中心观看，所述激励线圈在相反的方向中被相互地缠绕。

6.如权利要求1所述的可变磁阻式旋转变压器，其特征在于，

所述第一输出线圈和所述第二输出线圈被交替地配置在沿所述圆周方向彼此相邻的所述定子槽中。

7.如权利要求1所述的可变磁阻式旋转变压器，其特征在于，

从所述定子的中心观看，两个相邻的所述第一输出线圈在相反的方向中被相互地缠绕，并且

从所述定子的所述中心观看，两个相邻的所述第二输出线圈在相反的方向中被相互地缠绕。