CN103413666A - 共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器 - Google Patents

共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器 Download PDF

Info

Publication number
CN103413666A
CN103413666A CN2013103582743A CN201310358274A CN103413666A CN 103413666 A CN103413666 A CN 103413666A CN 2013103582743 A CN2013103582743 A CN 2013103582743A CN 201310358274 A CN201310358274 A CN 201310358274A CN 103413666 A CN103413666 A CN 103413666A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal winding
machine signal
winding
stator
thick
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013103582743A
Other languages
English (en)
Inventor
尚静
李婷婷
王昊
丛宁
刘承军
陆永平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN2013103582743A priority Critical patent/CN103413666A/zh
Publication of CN103413666A publication Critical patent/CN103413666A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

本发明提供了一种共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器。属于旋转变压器技术领域。本发明所述转子为径向凸极结构，呈波浪状沿转子外圆圆周方向分布；所述定子内侧沿轴向设有4P个定子齿和4P个槽，其中P为整数，且P≥2；所述励磁绕组设置在定子的4P个定子齿和4P个槽中，所述信号绕组分为精机信号绕组和粗机信号绕组，其中精机信号绕组分为第一精机信号绕组和第二精机信号绕组，粗机信号绕组分为第一粗机信号绕组和第二粗机信号绕组。本发明采用径向磁路变磁阻结构的磁阻式旋转变压器不但机械强度好，而且无需采用补偿绕组或斜齿，其结构的特殊性可以同时提供绝对位置信息及高精度相对位置信息。以及最大限度地消除安装偏心带来的误差。

Description

共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器
技术领域
本发明涉及一种共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，属于旋转变压器技术领域。
背景技术
      传统的旋转变压器有接触式旋转变压器、带耦合变压器的旋转变压器、游标式旋转变压器等几种。传统的旋转变压器尽管逐渐地实现了无刷化，但结构仍比较复杂，误差较大，不利于高精度测量。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，即传统的旋转变压器尽管逐渐地实现了无刷化，但结构仍比较复杂，误差较大，不利于高精度测量。进而提供一种共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，包括：转子、定子、励磁绕组和信号绕组，所述定子与转子之间设有气隙，所述转子为径向凸极结构，呈波浪状沿转子外圆圆周方向分布；所述定子内侧沿轴向设有4P个定子齿和4P个槽，其中P为整数，且P≥2；所述励磁绕组设置在定子的4P个定子齿和4P个槽中，所述信号绕组分为精机信号绕组和粗机信号绕组，其中精机信号绕组分为第一精机信号绕组和第二精机信号绕组，粗机信号绕组分为第一粗机信号绕组和第二粗机信号绕组；所述定子内侧共有4P组定子齿，第一精机信号绕组和第二精机信号绕组分别间隔地缠绕在4P组定子齿上；粗机信号绕组按次序将定子上每相邻的P个定子齿作为一组定子齿，共有4组定子齿；第一粗机信号绕组和第二粗机信号绕组分别间隔地缠绕在4组定子齿上；所述精机信号绕组设置于励磁绕组与粗机信号绕组之间。
本发明的技术效果：本发明采用径向磁路变磁阻结构的磁阻式旋转变压器不但机械强度好、使用安全，而且无需采用补偿绕组或斜齿，其结构的特殊性可以同时提供绝对位置信息及高精度相对位置信息。以及最大限度地消除安装偏心等带来的误差。本发明结构紧凑﹑形式简单、加工方便，因此适用范围广，适用领域宽，适于伺服系统的速度以及位置传感器，可应用于电动汽车、航空及航天等领域。
 
附图说明
图1为本发明共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器的结构示意图；
图2为本发明的转子结构合成示意图。
 
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。 
如图1和图2所示，本实施例所涉及的一种共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，包括：转子1、定子2、励磁绕组4和信号绕组，所述定子2与转子1之间设有气隙3，所述转子1为径向凸极结构，呈波浪状沿转子1外圆圆周方向分布；所述定子2内侧沿轴向设有4P个定子齿2-1和4P个槽2-2，其中P为整数，且P≥2；所述励磁绕组4设置在定子2的4P个定子齿2-1和4P个槽2-2中，所述信号绕组分为精机信号绕组和粗机信号绕组，其中精机信号绕组分为第一精机信号绕组5和第二精机信号绕组6，粗机信号绕组分为第一粗机信号绕组7和第二粗机信号绕组8；所述定子2内侧共有4P组定子齿，第一精机信号绕组5和第二精机信号绕组6分别间隔地缠绕在4P组定子齿上；粗机信号绕组按次序将定子2上每相邻的P个定子齿作为一组定子齿，共有4组定子齿；第一粗机信号绕组7和第二粗机信号绕组8分别间隔地缠绕在4组定子齿上；所述精机信号绕组设置于励磁绕组4与粗机信号绕组之间。
所述定子2与转子1之间的气隙3为不均匀分布状态。
所述设置在绕组齿上励磁绕组4逐槽反向的绕制在定子齿上，精机信号绕组按同极同相的方式缠绕，且同相同极的信号绕组正向串联，同相异极的信号绕组反向串联，粗机信号绕组的缠绕方式与精机信号绕组相同。
所述缠绕于每对定子齿上的第一粗机信号绕组 7和第二粗机信号绕组8的匝数相等，第一精机信号绕组5和第二精机信号绕组6的匝数相等。
所述定子2为环形硅钢片叠压成的铁心。
所述转子1的凸极结构为采用磁场优化函数设计的多极波纹型结构，其结构由两种不同频率的正弦函数合成而来，凸极结构可以表示为：
式中，为精机信号正弦函数的幅值，
Figure 2013103582743100002DEST_PATH_IMAGE006
为粗机信号正弦函数的幅值。
工作原理
本发明的气隙磁导的变化依赖于定子和转子之间的气隙长度大小随机械角度的变化，以此来改变输出信号的电势幅值。
将转子外圆表面设计为包含一对极与多对极正弦成分的形状，则气隙磁导可以表示为：
Figure 2013103582743100002DEST_PATH_IMAGE008
对于激磁绕组，每个定子齿上的线圈反向串联，因此对应的感抗与所有定子齿下的磁导的总和有关，经计算磁导的总和基波分量为零，其他各次谐波分量很小，因此可以将气隙合成磁导看成是恒定值。由于总的合成磁导不变，电抗不变，所以输入的激磁电流不随转角位置而改变，总的磁动势不变，所有定子齿下磁通之和不变。
每个定子齿下的激磁磁通的主要分量为：
Figure 2013103582743100002DEST_PATH_IMAGE010
因此粗机正余弦绕组各自的磁链可以表示为：
精机正余弦绕组各自的磁链可以表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为每对定子2齿上粗机信号绕组的匝数，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为每对定子2齿上精机信号绕组的匝数。
将上式得出的每一个定子齿下的激磁磁通量代入其中，化简后可得：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
因此，第一粗机信号绕组7与第二粗机信号绕组8的输出电势可以表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE022
第一精机信号绕组5与第二精机信号绕组6的输出电势可以表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE024
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
为粗机信号绕组感应电势幅值，
Figure DEST_PATH_IMAGE028
为精机信号绕组感应电势幅值。
本发明作为一种位置传感器，不但机械强度好、使用安全，而且无需采用补偿绕组或斜齿，结构紧凑﹑形式简单、加工方便，因此适用范围广，领域宽，所述共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器可应用于电动汽车、航空及航天等多种领域。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，其特征在于，包括：转子（1）、定子（2）、励磁绕组（4）和信号绕组，所述定子（2）与转子（1）之间设有气隙（3），所述转子（1）为径向凸极结构，呈波浪状沿转子（1）外圆圆周方向分布；所述定子（2）内侧沿轴向设有4P个定子齿（2-1）和4P个槽（2-2），其中P为整数，且P≥2；所述励磁绕组（4）设置在定子（2）的4P个定子齿（2-1）和4P个槽（2-2）中，所述信号绕组分为精机信号绕组和粗机信号绕组，其中精机信号绕组分为第一精机信号绕组（5）和第二精机信号绕组（6），粗机信号绕组分为第一粗机信号绕组（7）和第二粗机信号绕组（8）；所述定子（2）内侧共有4P组定子齿，第一精机信号绕组（5）和第二精机信号绕组（6）分别间隔地缠绕在4P组定子齿上；粗机信号绕组按次序将定子（2）上每相邻的P个定子齿作为一组定子齿，共有4组定子齿；第一粗机信号绕组（7）和第二粗机信号绕组（8）分别间隔地缠绕在4组定子齿上；所述精机信号绕组设置于励磁绕组（4）与粗机信号绕组之间。
2.根据权利要求1所述的共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述定子（2）与转子（1）之间的气隙（3）为不均匀分布状态。
3.根据权利要求2所述的共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述设置在绕组齿上励磁绕组（4）逐槽反向的绕制在定子齿上，精机信号绕组按同极同相的方式缠绕，且同相同极的信号绕组正向串联，同相异极的信号绕组反向串联，粗机信号绕组的缠绕方式与精机信号绕组相同。
4. 根据权利要求3所述的共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述缠绕于每对齿上的第一粗机信号绕组（7）和第二粗机信号绕组（8）的匝数相等，第一精机信号绕组（5）和第二精机信号绕组（6）的匝数相等。
5.根据权利要求4所述的共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述定子（2）为环形硅钢片叠压成的铁心。
CN2013103582743A 2013-08-17 2013-08-17 共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器 Pending CN103413666A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013103582743A CN103413666A (zh) 2013-08-17 2013-08-17 共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013103582743A CN103413666A (zh) 2013-08-17 2013-08-17 共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103413666A true CN103413666A (zh) 2013-11-27

Family

ID=49606667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013103582743A Pending CN103413666A (zh) 2013-08-17 2013-08-17 共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103413666A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104200970A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 哈尔滨工业大学 压缩式粗精耦合轴向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200972A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 哈尔滨工业大学 消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200973A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 哈尔滨工业大学 消谐波式径向磁路多极旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200971A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 哈尔滨工业大学 压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200975A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 哈尔滨工业大学 单层信号绕组径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN107887155A (zh) * 2017-01-19 2018-04-06 宋当建 一种配电网变压器绕组智能加工设备
CN117471183A (zh) * 2023-12-27 2024-01-30 苏州英磁新能源科技有限公司 一种定子铁损测量装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009147574A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Rotary power transformer for use in a high-voltage generator circuitry for inductively transmitting two or more independently controllable supply voltages to the power supply terminals of a load
CN102664096A (zh) * 2012-06-06 2012-09-12 哈尔滨工业大学 外转子凸极磁阻式多极旋转变压器
CN102723185A (zh) * 2012-06-06 2012-10-10 哈尔滨工业大学 一种双通道轴向磁路磁阻式旋转变压器
CN102842412A (zh) * 2012-07-30 2012-12-26 哈尔滨工业大学 共励磁粗精耦合磁阻式旋转变压器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009147574A1 (en) * 2008-06-02 2009-12-10 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Rotary power transformer for use in a high-voltage generator circuitry for inductively transmitting two or more independently controllable supply voltages to the power supply terminals of a load
CN102664096A (zh) * 2012-06-06 2012-09-12 哈尔滨工业大学 外转子凸极磁阻式多极旋转变压器
CN102723185A (zh) * 2012-06-06 2012-10-10 哈尔滨工业大学 一种双通道轴向磁路磁阻式旋转变压器
CN102842412A (zh) * 2012-07-30 2012-12-26 哈尔滨工业大学 共励磁粗精耦合磁阻式旋转变压器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王成元，夏加宽，孙宜标: "《现代电机控制技术》", 31 December 2009 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104200970A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 哈尔滨工业大学 压缩式粗精耦合轴向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200972A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 哈尔滨工业大学 消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200973A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 哈尔滨工业大学 消谐波式径向磁路多极旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200971A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 哈尔滨工业大学 压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200975A (zh) * 2014-09-17 2014-12-10 哈尔滨工业大学 单层信号绕组径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200972B (zh) * 2014-09-17 2016-06-08 哈尔滨工业大学 消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200970B (zh) * 2014-09-17 2016-07-06 哈尔滨工业大学 压缩式粗精耦合轴向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN107887155A (zh) * 2017-01-19 2018-04-06 宋当建 一种配电网变压器绕组智能加工设备
CN107887155B (zh) * 2017-01-19 2019-11-05 江苏锡沂高新区科技发展有限公司 一种配电网变压器绕组智能加工设备
CN117471183A (zh) * 2023-12-27 2024-01-30 苏州英磁新能源科技有限公司 一种定子铁损测量装置
CN117471183B (zh) * 2023-12-27 2024-03-12 苏州英磁新能源科技有限公司 一种定子铁损测量装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103413666A (zh) 共励磁粗精耦合径向磁阻式旋转变压器
CN102842412B (zh) 共励磁粗精耦合磁阻式旋转变压器
CN101552534B (zh) 横向磁通圆筒型永磁直线同步电机
CN102034596B (zh) 轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器
US20120262161A1 (en) Variable reluctance resolver
CN109637796B (zh) 一种高精度磁阻式旋转变压器及其绕线方法
CN106104972A (zh) 永磁体型旋转电机
CN106441081B (zh) 无转子绕组的时栅角位移传感器
CN102664095B (zh) 一种双定子双通道轴向磁路磁阻式旋转变压器
CN102723185B (zh) 一种双通道轴向磁路磁阻式旋转变压器
CN104201861B (zh) 磁阻式旋转变压器的定子及磁阻式旋转变压器
CN103617881B (zh) 带有冗余绕组的共励磁粗精耦合磁阻式旋转变压器
CN102664097B (zh) 双通道轴向磁路外转子磁阻式旋转变压器
CN102664098A (zh) 空间机械臂用外转子轴向磁路多对极磁阻式旋转变压器
CN104200973B (zh) 消谐波式径向磁路多极旋转变压器及信号绕组绕线方法
US20180131261A1 (en) Switched reluctance machine with odd pole-phase index
JP2022131569A (ja) バリアブルリラクタンス型レゾルバ
CN104200975A (zh) 单层信号绕组径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN104200972B (zh) 消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN110767429B (zh) 可高速运行的磁阻式旋转变压器
CN104200971B (zh) 压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法
CN109698594B (zh) 转子线性半波轴向磁路磁阻式多极旋转变压器
CN109617354A (zh) 转子正弦半波轴向磁路磁阻式多极旋转变压器
JP2018078755A (ja) バリアブルリラクタンス型レゾルバ
CN104200976A (zh) 消谐波式轴向磁路单极旋转变压器及信号绕组绕线方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20131127