CN107615012B - 旋转变压器、旋转电机、以及电梯用曳引机 - Google Patents

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Abstract

在旋转变压器中，第1检测线圈组、第2检测线圈组以及多个励磁线圈设置于检测用定子铁芯。第1检测线圈组具有多个第1线圈作为检测线圈。第2检测线圈组具有检测电压的相位与第1线圈不同的多个第2线圈作为检测线圈。励磁线圈分别卷绕于检测用定子铁芯的各齿。第1线圈以及第2线圈不卷绕于同一个齿，而卷绕于彼此不同的齿。卷绕于同一个齿上的检测线圈和励磁线圈在径向上彼此分离地配置。

Description

旋转变压器、旋转电机、以及电梯用曳引机
技术领域
本发明涉及具有检测用定子和能够相对于检测用定子旋转的检测用转子的旋转变压器、具有旋转变压器的旋转电机、以及具有旋转变压器的电梯用曳引机。
背景技术
以往公知一种旋转变压器，其中，励磁线圈和输出电压的电角度的相位彼此相差90°的正弦相输出线圈与余弦相输出线圈分别卷绕于定子铁芯的各齿，在同一齿上，通过绝缘部件的分隔壁将正弦相输出线圈以及余弦相输出线圈在齿的突出方向上与励磁线圈分离地配置(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-163359号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1所示的以往的旋转变压器中，在正弦相输出线圈以及余弦相输出线圈中的一方的外周重叠地卷绕有另一方，因此外侧的输出线圈容易发生绕线坍塌，输出线圈的角度检测容易产生误差。此外，专利文献1中还公开了将正弦相输出线圈和余弦相输出线圈在齿的突出方向上彼此分离地配置，但在该情况下，正弦相输出线圈、余弦相输出线圈以及励磁线圈在齿的突出方向上排列，因此如果保持齿的长度，则绝缘部件的分隔壁的厚度变薄，容易发生因分隔壁的变形导致的线圈绕线坍塌。此外，为了确保绝缘部件的分隔壁的厚度，还可以减小齿的突出方向上的各线圈的宽度，但在该情况下，各线圈的周向的厚度增大，各线圈还是容易发生绕线坍塌。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，目的在于得到能够抑制角度检测误差增大的旋转变压器、旋转电机、以及电梯用曳引机。
用于解决课题的手段
本发明的旋转变压器具备：检测用定子；以及检测用转子，其能够相对于检测用定子旋转，检测用转子具有沿周向排列的多个凸极，各凸极在径向上与检测用定子对置地配置，检测用定子具有检测用定子铁芯和分别设置于检测用定子铁芯上的第1检测线圈组、第2检测线圈组以及多个励磁线圈，检测用定子铁芯具有沿周向排列的多个齿，第1检测线圈组具有多个第1线圈作为检测线圈，第2检测线圈组具有检测电压的相位与第1线圈不同的多个第2线圈作为检测线圈，励磁线圈分别卷绕于各所述齿，第1线圈以及第2线圈不卷绕于同一个齿，而卷绕于彼此不同的齿，卷绕于同一个齿上的检测线圈和励磁线圈在径向上彼此分离地配置。
发明效果
根据本发明的旋转变压器、旋转电机、以及电梯用曳引机，第1线圈以及第2线圈未卷绕于同一个齿而卷绕于彼此不同的齿作为检测线圈，卷绕于同一个齿上的励磁线圈和检测线圈在检测用定子的径向上彼此分离地配置，因此能够防止在励磁线圈、第1线圈以及第2线圈中的任意线圈的外周重叠地卷绕有其他线圈。此外，能够避免励磁线圈、第1线圈以及第2线圈全部卷绕于同一个齿，因此不必使各线圈在检测用定子的周向上的厚度增大。由此，能够抑制励磁线圈、第1线圈以及第2线圈的导线被不对齐地卷绕于齿，能够抑制旋转变压器的角度检测误差增大。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的旋转变压器的主视图。
图2是示出卷绕于图1的齿编号5的齿上的励磁线圈以及第1线圈的放大图。
图3是示出卷绕于图1的齿编号7的齿上的励磁线圈以及第1线圈的放大图。
图4是并排示出卷绕于图2的同一个齿上的励磁线圈以及最大宽度线圈和卷绕于图3的同一个齿上的励磁线圈以及非最大宽度线圈的示意图。
图5是示出形成于图1的齿的周围的磁通密度分布的示意图。
图6是示出图4的最大宽度线圈以及非最大宽度线圈各自的径向位置与最大宽度线圈以及非最大宽度线圈各自的每一匝的交链磁通密度的关系的曲线图。
图7是示出图4的最大宽度线圈的径向线圈宽度以及径向位置与非最大宽度线圈的径向线圈宽度以及径向位置的关系的示意图。
图8是示出图7的非最大宽度线圈的中心位置与最大宽度线圈的中心位置在检测用定子的径向上一致的状态的示意图。
图9是示出图7的最大宽度线圈的中心位置与非最大宽度线圈的中心位置之间的位置偏移量、与旋转变压器的角度检测误差的关系的曲线图。
图10是对图7的最大宽度线圈与非最大宽度线圈之间的位置偏移量为非0的特定值时、和图7的最大宽度线圈与非最大宽度线圈之间的位置偏移量为0时的、角度检测误差与旋转角度的关系进行比较的曲线图。
图11是示出本发明的实施方式1的旋转变压器的另一例的主视图。
图12是示出本发明的实施例1-1～实施例1-6的各自的齿数、凸极的数量以及励磁线圈的次数的组合的表。
图13是示出本发明的实施方式2的旋转变压器的主视图。
图14是示出卷绕于图13的齿编号5的齿上的励磁线圈以及最大宽度线圈的放大图。
图15是示出卷绕于图13的齿编号7的齿上的励磁线圈以及非最大宽度线圈的放大图。
图16是示出本发明的实施方式3的旋转变压器的主视图。
图17是示出卷绕于图16的齿编号1的齿上的励磁线圈以及最大宽度线圈的放大图。
图18是示出卷绕于图16的齿编号3的齿上的励磁线圈以及非最大宽度线圈的放大图。
图19是示出本发明的实施方式4的旋转电机的纵剖视图。
图20是沿着图19的XX-XX线剖切的剖视图。
图21是示出本发明的实施方式5的电梯用曳引机的纵剖视图。
具体实施方式
以下参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。
实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1的旋转变压器的主视图。旋转变压器1具有检测用定子2和能够相对于检测用定子2旋转的磁性体即检测用转子3。在该例中，在圆环状的检测用转子3的径向内侧配置有检测用定子2的外转子型旋转变压器被用作旋转变压器1。
检测用定子2具有：检测用定子铁芯21，其是磁性体；第1检测线圈组23、第2检测线圈组24以及多个励磁线圈22，它们分别设置于检测用定子铁芯21；以及未图示的绝缘子，其是介于第1检测线圈组23、第2检测线圈组24以及各励磁线圈22各自与检测用定子铁芯21之间的非磁性体。第1检测线圈组23、第2检测线圈组24以及各励磁线圈22各自与检测用定子铁芯21之间的绝缘状态由构成线圈的导线的绝缘覆膜和绝缘子来确保。
检测用定子铁芯21具有：圆环状的铁芯背部26；以及多个齿27，它们从铁芯背部26朝向检测用转子3分别向铁芯背部26的径向外侧突出，并沿着检测用定子铁芯21的周向排列。在该例中，30个齿27沿检测用定子铁芯21的周向等间隔地配置。在各齿27之间，形成有向检测用转子3敞开的槽、即槽隙28。另外，在图1中，将为方便起见分配给各齿27的沿周向连续的编号(由四方形的框包围的编号)表示为齿编号。
励磁线圈22分别卷绕于各齿27。各励磁线圈22彼此串联地电连接。
第1检测线圈组23具有多个第1线圈231作为检测线圈。各第1线圈231彼此串联地电连接。由此，各第1线圈231为彼此同相的检测线圈。第2检测线圈组24具有多个第2线圈241作为检测线圈。各第2线圈241彼此串联地电连接。由此，各第2线圈241为彼此同相的检测线圈。
第1线圈231以及第2线圈241为检测电压的电角度的相位彼此不同的检测线圈。在该例中，第1线圈231被设为COS相检测线圈，第2线圈241被设为SIN相检测线圈。即，第1线圈231以及第2线圈241是检测在电学上相位彼此相差90°的相的线圈。
此外，第1线圈231以及第2线圈241未卷绕于同一个齿27，而卷绕于彼此不同的齿27。此外，第1线圈231以及第2线圈241以在检测用定子铁芯21的周向上彼此相邻的两个齿27上不设置有同相的检测线圈的方式设置于检测用定子铁芯21。在该例中，在多个齿27中的沿周向每隔一个地选择的各齿27上分别卷绕有第1线圈231，在与卷绕有第1线圈231的齿27不同的多个齿27中的至少任意一个上卷绕有第2线圈241。
检测用转子3具有沿检测用转子3的周向排列的多个凸极31。在该例中，20个凸极31沿检测用转子3的周向等间隔地配置。此外，检测用转子3在使各凸极31沿径向与检测用定子2的外周面对置的状态下，与检测用定子2同轴地配置。当检测用转子3相对于检测用定子2旋转时，检测用转子3与检测用定子2之间的导磁率的波动因各凸极31的存在而呈正弦波状地变化。
在各励磁线圈22中，通过向励磁线圈22供给交流电力而产生磁动势。由此，产生通过检测用转子3以及检测用定子铁芯21的磁通。该磁通将第1线圈231以及第2线圈241交链，由此在第1线圈231以及第2线圈241中产生电压。检测用转子3与检测用定子2之间的导磁率随着检测用转子3的旋转角度而呈正弦波状地变化，因此通过测定分别从第1线圈231以及第2线圈241输出的电压来检测检测用转子3的旋转角度。
励磁线圈22的导线以对于彼此相邻的齿27使卷绕方向相反的方式，在全部的齿27上分别卷绕相同的匝数。由此，各励磁线圈22在检测用定子2的径向(即齿27的突出方向)上的线圈宽度、即各励磁线圈22的径向线圈宽度均相同。此外，各励磁线圈22在检测用定子2的径向上的位置、即各励磁线圈22的径向位置也均相同。
第1检测线圈组23为包含有两种第1线圈231的调整线圈组，这两种第1线圈231在检测用定子2的径向上的线圈宽度、即径向线圈宽度彼此不同。此外，在第1检测线圈组23中，设各第1线圈231中径向线圈宽度最大的多个第1线圈231为最大宽度线圈231A，设各第1线圈231中径向线圈宽度比最大宽度线圈231A小的多个第1线圈231为非最大宽度线圈231B。各最大宽度线圈231A的导线的匝数比各非最大宽度线圈231B的导线的匝数多。此外，设各最大宽度线圈231A为正向卷绕的正向线圈，设各非最大宽度线圈231B为向与正向线圈相反的方向卷绕的反向线圈。为了对偏置(offset)进行调整而被分割开来。
另一方面，在第2检测线圈组24中，各第2线圈241在检测用定子2的径向上的线圈宽度、即各第2线圈241的径向线圈宽度均相同。由此，各第2线圈241的导线的匝数均相同。在该例中，在齿编号为4、6、10、12、16、18、22、24、28、30的各齿27上以一匝以上的相同匝数分别卷绕第2线圈241的导线。此外，在该例中，卷绕于齿编号为6、12、18、24、30的各齿27上的第2线圈241的导线的卷绕方向是分别向与各最大宽度线圈231A的导线的卷绕方向相同的方向卷绕的，卷绕于齿编号为4、10、16、24、28的各齿27上的第2线圈241的导线的卷绕方向是与卷绕于齿编号为6、12、18、24、30的各齿27上的第2线圈241的导线的卷绕方向相反的方向。即，在该例中，设卷绕于齿编号为6、12、18、24、30的各齿27上的第2线圈241为正向线圈，设卷绕于齿编号为4、10、16、24、28的各齿27上的第2线圈241为反向线圈。在齿编号为2、8、14、20、26的各齿27上，为了使检测线圈呈正弦波状地分布，未卷绕第1以及第2线圈231、241。
在第1检测线圈组23中，正向线圈即各最大宽度线圈231A的匝数的总和与反向线圈即各非最大宽度线圈231B的匝数的总和彼此相等。此外，在第2检测线圈组24中，各第2线圈241中的正向线圈的匝数的总和与反向线圈的匝数的总和也彼此相等。
由此，卷绕于检测用定子铁芯21的多个齿27上的第1线圈231以及第2线圈241各自的匝数的空间分布由以正弦波表示的函数给出，该正弦波具有与分别卷绕于检测用定子铁芯21的各齿27上的励磁线圈22的极数(即齿数)2M(M为1以上的整数)和检测用转子3的凸极31的数量(即轴倍角)N(N为1以上的整数)相应的空间次数。设各齿27中的第1线圈231以及第2线圈241各自的匝数分别为wcos，i、wsin，i(i是1、2、…2M)，设每一个齿27的第1线圈231以及第2线圈241各自的最大匝数分别为wmax的情况下，第1线圈231以及第2线圈241各自的匝数的空间分布分别由下式表示。其中，式(1)～式(6)的加减号一致。
[算数1]
Figure BDA0001493357190000061
[算数2]
Figure BDA0001493357190000062
根据式(1)～式(6)，第1线圈(COS相检测线圈)231以及第2线圈(SIN相检测线圈)241各自的匝数通过由空间|M±N|次的正弦波表示的函数得到。并且，根据式(1)以及式(4)，第1线圈231以及第2线圈241各自的匝数的空间分布包括由空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数。
图2是示出卷绕于图1的齿编号5的齿27上的励磁线圈22以及第1线圈231的放大图。此外，图3是示出卷绕于图1的齿编号7的齿27上的励磁线圈22以及第1线圈231的放大图。卷绕于齿编号5的齿27上的第1线圈231为最大宽度线圈231A，卷绕于齿编号7的齿27上的第1线圈231为非最大宽度线圈231B。
各第1线圈231配置在比励磁线圈22靠近铁芯背部26的位置。即，最大宽度线圈231A以及非最大宽度线圈231B均配置在比励磁线圈22靠近铁芯背部26的位置。此外，卷绕于同一个齿27上的第1线圈231和励磁线圈22在检测用定子2的径向上彼此分离地配置。各第2线圈241也配置在比励磁线圈22靠近铁芯背部26的位置。此外，卷绕于同一个齿27上的第2线圈241和励磁线圈22在检测用定子2的径向上彼此分离地配置。
即，各检测线圈(即第1线圈231以及第2线圈241)配置在比励磁线圈22靠近铁芯背部26的位置。此外，卷绕于同一个齿27上的检测线圈(即第1线圈231或第2线圈241)和励磁线圈22在检测用定子2的径向上彼此分离地配置。
与轴倍角N的旋转变压器的励磁电压对应的第1线圈231以及第2线圈241各自的检测电压的包络线在理想情况下是彼此相位偏移90°的正弦波。设检测用转子3的机械角为θ[rad]，分别设由第1线圈231以及第2线圈241分别检测的电压波形，则根据第1线圈231以及第2线圈241各自的检测电压求出的检测用转子3的旋转角度按电角度为N×tan-1(Es(θ)/Ec(θ))。由此，轴倍角N的旋转变压器角度检测误差ε(θ)[rad](电角度)由以下的式(7)表示。
[算数3]
此处，第1线圈231的检测电压的波形Ec(θ)和第2线圈241的检测电压的波形Es(θ)在理想的情况下由以下的式(8)表示。其中，在式(8)中，振幅被标准化为1。
[算数4]
如果Ec(θ)以及Es(θ)是式(8)那样的理想的波形，则角度检测误差ε(θ)根据式(7)为0。但是，实际的检测电压的波形Ec(θ)以及Es(θ)如以下的式(9)那样，由于包含振幅差以及相位差的噪声和与检测电压重叠的谐波，可能成为与理想的正弦波不同的波形。
[算数5]
Figure BDA0001493357190000081
其中，在式(9)中，AS、AC是第2线圈241(SIN相检测线圈)以及第1线圈231(COS相检测线圈)各自的检测电压的N次的振幅，是第2线圈241以及第1线圈231各自的检测电压的N次的相位，BSk、BCk是第2线圈241以及第1线圈231各自的检测电压的N次以外的k(k≠N)次谐波的振幅，ψSk、ψCk是第2线圈241以及第1线圈231各自的检测电压的N次以外的k(k≠N)次的相位。
特别是，在偏置(即0次谐波)与第1线圈231以及第2线圈241各自的检测电压的波形重叠的情况下，设偏置为Oc以及Os，则Ec(θ)以及Es(θ)由以下的式(10)表示。
[算数6]
Figure BDA0001493357190000082
如果偏置成分为|Oc|《1以及|Os|《1，则使用式(7)、式(10)、以及一般公知的三角函数的公式，角度检测误差ε(θ)能够通过以下的式(11)来计算。
[算数7]
其中，ξ＝tan-1(Os/-Oc)
由第1检测线圈组23检测出的电压信号波形Ec(θ)是作为由各第1线圈231感应产生的电压的总和而得到的，由第2检测线圈组24检测出的电压信号波形Es(θ)是作为由各第2线圈231感应产生的电压的总和而得到的。此外，电压信号波形是作为由交链磁通的时间微分得到的波形的包络线而得到的。因此，根据式(7)～式(11)，通过抑制与交链磁通重叠的谐波、特别是作为0次谐波的偏置的增大，能够抑制角度检测误差ε(θ)。
图4是并排示出卷绕于图2的同一个齿27上的励磁线圈22以及最大宽度线圈231A和卷绕于图3的同一个齿27上的励磁线圈22以及非最大宽度线圈231B的示意图。另外，在图4中，为了示出最大宽度线圈231A与非最大宽度线圈231B的径向的位置关系，彼此平行地配置各齿27，在与齿27垂直的方向上使各励磁线圈22的铁芯背部26侧的端部的位置一致。此外，在图4中，在各齿27中示出以励磁线圈22的铁芯背部26侧的端部为原点0、以朝向铁芯背部26的方向为正的x坐标轴。x坐标轴是沿着检测用定子2的径向的坐标轴。
最大宽度线圈231A遍及坐标x1与坐标x2之间的区域而配置。此外，非最大宽度线圈231B遍及坐标x3与坐标x4之间的区域而配置。在图4中，x2>x4>x3>x1。
图5是示出形成于图1的齿27的周围的磁通密度分布的示意图。但是，图5所示的磁通密度分布的值只是一例，未必取该值。当励磁线圈22被供给交流电力时，在齿27的周围形成具有图5所示的磁通密度分布的磁通。如图5所示，在卷绕有励磁线圈22的各齿27的周围形成的磁通在检测用定子2的径向上具有梯度，在检测用定子2的周向上大致均等地分布。即，在各齿27的周围，在沿着x坐标轴的方向上产生磁通密度的梯度，且磁通密度在x坐标的值相等的位置上大致均等。
在卷绕有第1线圈231或第2线圈241的齿27中，励磁线圈22与第1线圈231或第2线圈241在检测用定子2的径向上彼此分离地配置。因此，与第1线圈231以及第2线圈241交链的磁通的磁通密度在检测用定子2的径向上具有梯度，在检测用定子2的周向上大致均等地分布。
图6是示出图4的最大宽度线圈231A以及非最大宽度线圈231B各自的径向位置与最大宽度线圈231A以及非最大宽度线圈231B各自的每一匝的交链磁通密度的关系的曲线图。另外，在图6中示出图4的IVA-IVA线上的最大宽度线圈231A的交链磁通密度和图4的IVB-IVB线上的非最大宽度线圈231B的交链磁通密度。如图6所示可知，检测线圈的交链磁通量根据检测线圈的径向位置和检测线圈的径向线圈宽度而不同。由此，最大宽度线圈231A的交链磁通量与非最大宽度线圈231B的交链磁通量彼此不同。此外，根据图6可知，当使非最大宽度线圈231B的位置相对于最大宽度线圈231A的位置沿检测用定子2的径向变化时，最大宽度线圈231A与非最大宽度线圈231B各自的交链磁通量的关系也发生变化。
因此，由于最大宽度线圈231A的导线的卷绕方向与非最大宽度线圈231B的导线的卷绕方向彼此不同，在将各第1线圈231的输出电压相加来求出COS相的检测电压时，通过沿检测用定子2的径向调整与最大宽度线圈231A的位置相对的非最大宽度线圈231B的位置，能够抵消成为噪声的谐波，抑制谐波成分导致的角度检测误差的产生。此外，偏置是与由与检测线圈231、241交链的磁通感应产生的电压重叠的谐波中的一种，因此通过调整与最大宽度线圈231A的位置对应的非最大宽度线圈231B的位置，特别能够大幅减小偏置。
图7是示出图4的最大宽度线圈231A的径向线圈宽度以及径向位置与非最大宽度线圈231B的径向线圈宽度以及径向位置的关系的示意图。另外，在图7中，将最大宽度线圈231A的径向线圈宽度表示为hA，非最大宽度线圈231B的径向线圈宽度表示为hB。此外，在图7中，将最大宽度线圈231A的铁芯背部26侧的端部位置作为检测用定子2的径向上的基准位置，将从基准位置至非最大宽度线圈231B的中心位置的距离表示为d0，将从基准位置至非最大宽度线圈231B的铁芯背部26侧的端部的距离表示为d。并且，在图7中，将在检测用定子2的径向上的最大宽度线圈231A的中心位置与非最大宽度线圈231B的中心位置之间的距离、即最大宽度线圈231A与非最大宽度线圈231B的位置偏移量表示为Δd。在图7中，0<hB<hA的关系成立。
可知形成于齿27的周围的磁通密度在靠近励磁线圈22的位置上沿检测用定子2的径向变化大。与此相对，在远离励磁线圈22的位置上，如图5所示，齿27的周围的磁通密度与在检测用定子2的径向上的位置大致成比例地变化。因此，由于最大宽度线圈231A的导线的卷绕方向与非最大宽度线圈231B的导线的卷绕方向彼此不同，通过调整非最大宽度线圈231B的位置，使得非最大宽度线圈231B的径向两端部收敛在最大宽度线圈231A的径向线圈宽度hA的范围内，具有噪声难以重叠于最大宽度线圈231A以及非最大宽度线圈231B的效果。
在本实施方式中，沿着检测用定子2的周向观察第1检测线圈组23时，使得非最大宽度线圈231B的径向两端部不脱离最大宽度线圈231A的径向线圈宽度hA的范围，从而非最大宽度线圈231B的径向线圈宽度hB的范围收敛在最大宽度线圈231A的径向线圈宽度hA的范围内。即，最大宽度线圈231A与非最大宽度线圈231B在检测用定子2的径向上的关系满足0<hB<hA且0≤d≤(hA-hB)的关系。
图8是示出图7的非最大宽度线圈231B的中心位置与最大宽度线圈231A的中心位置在检测用定子2的径向上一致的状态的示意图。在本实施方式中，沿着检测用定子2的周向观察第1检测线圈组23时，非最大宽度线圈231B的中心位置在检测用定子2的径向上与最大宽度线圈231A的中心位置一致。即，在本实施方式中，最大宽度线圈231A与非最大宽度线圈231B的位置偏移量Δd为0。
图9是示出图7的最大宽度线圈231A的中心位置与非最大宽度线圈231B的中心位置之间的位置偏移量Δd、与旋转变压器1的角度检测误差的关系的曲线图。如图9所示可知，最大宽度线圈231A的中心位置与非最大宽度线圈231B的中心位置之间的位置偏移量Δd越大，旋转变压器1的角度检测误差越大，当Δd＝0、即d＝(hA-hB)/2时旋转变压器1的角度检测误差为最小。因此可知，沿着检测用定子2的周向观察第1检测线圈组23时，通过使最大宽度线圈231A的中心位置与非最大宽度线圈231B的中心位置在检测用定子2的径向上彼此一致，抑制了旋转变压器1的角度检测误差增大。
此外，图10是对图7的最大宽度线圈231A与非最大宽度线圈231B之间的位置偏移量Δd为非0的特定值时(Δd≠0)、和图7的最大宽度线圈231A与非最大宽度线圈231B之间的位置偏移量Δd为0时(Δd＝0)的、角度检测误差与旋转角度的关系进行比较的曲线图。在图10中，用P1表示位置偏移量Δd为非0的特定值时的角度检测误差，用P0表示位置偏移量Δd为0时的角度检测误差。如图10所示可知，在位置偏移量Δd为非0的特定值的情况下，根据检测用转子3的旋转角度的不同，有时角度检测误差P1大，与此相对在位置偏移量Δd为0的情况下，无论检测用转子3的旋转角度为哪个值都抑制了角度检测误差P0。因此，根据图10也可知，通过使最大宽度线圈231A的中心位置与非最大宽度线圈231B的中心位置在检测用定子2的径向上彼此一致，抑制了旋转变压器1的角度检测误差增大。该关系无关于凸极数与励磁次数的组合，在发挥作为旋转变压器的功能的情况下都成立。
如上所述，为了抑制旋转变压器1的角度检测误差，如式(8)所示，优选第1线圈231以及第2线圈241各自的检测电压的包络线波形为彼此在电学上相差90°的正弦波状。COS相以及SIN相各自的检测电压由与检测线圈交链的磁通的时间变化感应得到。因此，当检测线圈的导线未对齐、或者各检测线圈的位置向检测用定子2的径向彼此大幅度偏移时，如式(9)所示，检测线圈的检测电压产生振幅以及相位的差异或者重叠了偏置，旋转变压器1的角度检测误差容易增大。
在这样的旋转变压器1中，第1线圈231以及第2线圈241未卷绕于同一个齿27而卷绕于彼此不同的齿27，卷绕于同一个齿27上的励磁线圈22和第1线圈231或第2线圈241在检测用定子2的径向上彼此分离地配置，因此能够防止在励磁线圈22、第1线圈231以及第2线圈241中的任意线圈的外周重叠地卷绕有其他线圈。此外，能够避免励磁线圈22、第1线圈231以及第2线圈241全部卷绕于同一个齿27，因此也能抑制各线圈22、231、241在检测用定子2的周向上的厚度增大。由此，能够更可靠地防止励磁线圈22、第1线圈231以及第2线圈241的绕线坍塌以及绕线混乱，能抑制各线圈22、231、241的导线不对齐地卷绕于齿27。因此，能够抑制旋转变压器1的角度检测误差增大。
此外，第1线圈231以及第2线圈241在检测用定子2的径向上与励磁线圈22分离地配置，因此与以往那样重叠地卷绕线圈的情况相比较，能够沿检测用定子2的径向分别独立地调整第1线圈231以及第2线圈241各自相对于励磁线圈22的位置。由此，能够调整第1线圈231以及第2线圈241分别感应产生的电压的大小，能够抑制旋转变压器1的角度检测误差增大。
此外，各励磁线圈22的各自的径向线圈宽度彼此相同，且沿检测用定子2的周向观察时，各励磁线圈22的位置在检测用定子2的径向上彼此一致，因此能够使检测用定子2的径向上的磁通密度分布在各齿27上相同。由此，能够抑制各励磁线圈22的位置偏移产生的检测电压的偏置、振幅差以及相位差，能够进一步抑制旋转变压器1的角度检测误差增大。
此外，沿着检测用定子2的周向观察时，非最大宽度线圈231B的径向线圈宽度hB的范围收敛于最大宽度线圈231A的径向线圈宽度hA的范围内，能够增大共同的磁通与非最大宽度线圈231B以及最大宽度线圈231A交链的范围，能够进一步抑制谐波与各第1线圈231的检测电压的重叠、检测电压的振幅差以及相位差的产生引起的旋转变压器1的角度检测误差的增大。
此外，沿着检测用定子2的周向观察时，在检测用定子2的径向上非最大宽度线圈231B的中心位置与最大宽度线圈231A的中心位置一致，因此能够进一步抑制谐波与各第1线圈231的检测电压的重叠、检测电压的振幅差以及相位差的产生引起的旋转变压器1的角度检测误差的增大。
此外，在第1检测线圈组23中，正向线圈即各最大宽度线圈231A的匝数的总和与反向线圈即各非最大宽度线圈231B的匝数的总和彼此相等，因此能够使第1检测线圈组23中的正负电压抵消，能够减少第1检测线圈组23的检测电压的偏置。由此，能够进一步抑制旋转变压器1的角度检测误差增大。并且，在第2检测线圈组24中，各第2线圈241中的正向线圈的匝数的总和与反向线圈的匝数的总和也彼此相等，因此与第1检测线圈组23同样地，能够使第2检测线圈组24的检测电压的偏置减少，能够进一步抑制旋转变压器1的角度检测误差增大。
此外，非最大宽度线圈231B的径向线圈宽度hB比最大宽度线圈231A的径向线圈宽度hA小，因此能够使在检测用定子2的径向上的非最大宽度线圈231B的位置可调整范围比最大宽度线圈231A大。因此，在最大宽度线圈231A的径向位置调整的余地小的情况下，通过调整各非最大宽度线圈231B的径向位置，也能够抑制旋转变压器1的角度检测误差增大。由此，能够使旋转变压器1的设计上的自由度提高。
另一方面，在检测用定子2中，非最大宽度线圈231B的个数比最大宽度线圈231A的个数多。因此，在最大宽度线圈231A的径向位置调整的余地充分的情况下，通过调整比非最大宽度线圈231B个数少的各最大宽度线圈231A的径向上的位置，能够减少进行位置调整的线圈的个数。由此，能够减轻各检测线圈231、241的位置调整作业的负担。
另外，在上述的例子中，在比各励磁线圈22靠近铁芯背部26的位置配置有各第1线圈231以及各第2线圈241，但如图11所示，可以在比各第1线圈231以及各第2线圈241靠近铁芯背部26的位置配置各励磁线圈22。即，可以将各第1线圈231以及各第2线圈241配置在比各励磁线圈22靠近检测用转子3的位置。在该情况下，各励磁线圈22的径向线圈宽度彼此相同，各励磁线圈22的径向位置也彼此相同。即使这样，也能够防止旋转变压器1大型化，同时抑制旋转变压器1的角度检测误差增大。
此外，在上述的例子中，设检测用定子2的齿27的数量为30个，设检测用转子3的凸极31的数量为20个，但只要是发挥旋转变压器的功能的组合即可，齿27的数量与凸极20的数量的组合不限于此。因此，在齿27的数量和凸极31的数量(即轴倍角)的组合与30个齿27和20个凸极31的组合的上述例子不同的图12的实施例1-1～实施例1-6中，也能够应用本发明，从而能够抑制旋转变压器的角度检测误差增大。
图12是示出本发明的实施例1-1～实施例1-6的各自的齿27的数量、凸极31的数量(即轴倍角)以及励磁线圈22的次数的组合的表。如图12所示，在实施例1-1～
实施例1-6的任意实施例中，都通过将轴倍角N以及励磁线圈22的次数M应用于式(1)～式(6)，将第1线圈231以及第2线圈241的线圈分布确定为离散化的正弦波状，并由式(7)～式(11)确定旋转变压器的角度检测误差的次数。
为了使与实施例1-1、即图1～图10所示的实施例同样的讨论成立，在第1检测线圈组或第2检测线圈组中，构成检测线圈组的线圈的匝数分布为正弦波状，构成线圈的匝数或线圈宽度存在大小关系，构成检测线圈组的线圈的位置能够调整即可。第1检测线圈组以及第2检测线圈组的匝数的空间分布由空间|M±N|次、或空间|M-|M±N||的正弦波表示，因此在实施例1-1中，能够赋予空间5次(式(1)～式(6)中，与使COS值偏移相位2π的35次(|2M-|M±N||＝|30-35|＝5)等价)的匝数分布。此处5次的空间分布的意思是，在具有30个齿的旋转变压器的情况下，每6个齿由相同的线圈模式构成，在一个线圈模式中在电学上相位相差90°的第1检测线圈组的线圈以及第2检测线圈组的线圈分别由3个齿构成。因此，在匝数取空间5次的情况下，由于在第1检测线圈组中能够使最大宽度线圈231A和非最大宽度线圈231B存在，因而上述的讨论成立。
此外，在图12所示的任意实施例中，匝数分布都能够采用空间5次、或空间3次，构成第1检测线圈组以及第2检测线圈组的线圈构成为存在大小关系，因此能够以上述的讨论为基础实施用于减小角度检测误差的线圈位置调整。
如上所述，通过彼此分离地配置卷绕于同一个齿27上的第1线圈231或第2线圈241与励磁线圈22，能够提高各线圈22、231、241的导线的对齐性，并且通过调整第1线圈231以及第2线圈241的位置，能够减小旋转变压器的角度检测误差。另外，对于图12未示出的齿27的数量和凸极31的数量的组合，通过将凸极数与励磁次数组合为取得上述那样的匝数的空间分布，当然也可以应用本发明。
实施方式2
图13是示出本发明的实施方式2的旋转变压器的主视图。在本实施方式中，旋转变压器1的结构除了绝缘子30的结构，与实施方式1相同。在各励磁线圈22、第1检测线圈组23以及第2检测线圈组24各自与检测用定子铁芯21之间夹有绝缘子30，该绝缘子30是非磁性体且是绝缘体。绝缘子30具有：多个间隔部301，它们介于卷绕于同一个齿27上的励磁线圈22与检测线圈231、241之间；以及多个突出部302，它们介于检测线圈231、241与铁芯背部26之间。励磁线圈22和检测线圈231、241在检测用定子2的径向上隔着间隔部301彼此分离地配置。检测线圈231、241与铁芯背部26在检测用定子2的径向上隔着突出部302彼此分离地配置。
图14是示出卷绕于图13的齿编号5的齿27上的励磁线圈22以及最大宽度线圈231A的放大图。此外，图15是示出卷绕于图13的齿编号7的齿27上的励磁线圈22以及非最大宽度线圈231B的放大图。如图14所示，通过调整间隔部301A以及突出部302A各自的厚度，在检测用定子2的径向上进行最大宽度线圈231A相对于励磁线圈22的定位。此外，如图15所示，通过调整间隔部301B以及突出部302B各自的厚度，在检测用定子2的径向上进行非最大宽度线圈231B相对于励磁线圈22的定位。
在该例中，最大宽度线圈231A的径向线圈宽度比非最大宽度线圈231B的径向线圈宽度大，因此间隔部301B的厚度比间隔部301A的厚度厚，突出部302B的厚度比突出部302A的厚度厚。其他结构与实施方式1相同。
在这样的旋转变压器1中，作为非磁性体的绝缘子30具有介于卷绕于同一个齿27上的励磁线圈22与检测线圈231、241之间的间隔部301，因此能够更可靠地保持励磁线圈22与检测线圈231、241之间的电绝缘状态，并且能够更良好地保持励磁线圈22以及检测线圈231、241各自的导线的对齐状态。此外，通过调整间隔部301的厚度，能够更准确地进行检测线圈231、241相对于励磁线圈22在检测用定子2的径向上的定位。由此，能够抑制磁通的谐波，能够进一步抑制旋转变压器1的角度检测误差增大。
此外，绝缘子30还具有介于第1线圈231以及第2线圈241各自与铁芯背部26之间的突出部302，因此能够更准确地进行第1线圈231以及第2线圈241相对于励磁线圈22在检测用定子2的径向上的定位，能够进一步抑制旋转变压器1的角度检测误差增大。
实施方式3
图16是示出本发明的实施方式3的旋转变压器1的主视图。在本实施方式中，在圆环状的检测用定子2的径向内侧配置有作为磁性体的检测用转子3的内转子型旋转变压器被用作旋转变压器1。
检测用定子2具有：检测用定子铁芯21，其是磁性体；多个励磁线圈22、第1检测线圈组23以及第2检测线圈组24，它们分别设置于检测用定子铁芯21；以及绝缘子30，其是介于各励磁线圈22、第1检测线圈组23以及第2检测线圈组24各自与检测用定子铁芯21之间的非磁性体。各励磁线圈22、第1检测线圈组23以及第2检测线圈组24各自与检测用定子铁芯21之间的绝缘状态通过绝缘子确保。
检测用定子铁芯21具有：圆环状的铁芯背部26；以及多个齿27，它们从铁芯背部26朝向检测用转子3分别向铁芯背部26的径向内侧突出，并沿着检测用定子铁芯21的周向排列。在该例中，18个齿27沿检测用定子铁芯21的周向等间隔地配置。在各齿27之间，形成有向检测用转子3敞开的槽、即槽隙28。另外，在图16中，将为方便起见分配给各齿27的沿周向连续的编号(由四方形的框包围的编号)表示为齿编号。
励磁线圈22分别卷绕于各齿27。各励磁线圈22彼此串联地电连接。
第1检测线圈组23具有多个第1线圈231作为检测线圈。各第1线圈231彼此串联地电连接。由此，各第1线圈231为彼此同相的检测线圈。第2检测线圈组24具有多个第2线圈241作为检测线圈。各第2线圈241彼此串联地电连接。由此，各第2线圈241为彼此同相的检测线圈。
第1线圈231以及第2线圈241为检测电压的电角度的相位彼此不同的检测线圈。在该例中，第1线圈231被设为COS相检测线圈，第2线圈241被设为SIN相检测线圈。即，第1线圈231以及第2线圈241是检测在电学上相位彼此相差90°的相的线圈。
此外，第1线圈231以及第2线圈241未卷绕于同一个齿27，而卷绕于彼此不同的齿27。此外，第1线圈231以及第2线圈241以在检测用定子铁芯21的周向上彼此相邻的两个齿27上不设置有同相的检测线圈的方式设置于检测用定子铁芯21。在该例中，在多个齿27中的沿周向每隔一个地选择的各齿27上分别卷绕有第1线圈231，在与卷绕有第1线圈231的齿27不同的多个齿27中的至少任意一个上卷绕有第2线圈241。
检测用转子3具有沿检测用转子3的周向排列的多个凸极31。在该例中，15个凸极31沿检测用转子3的周向等间隔地配置。此外，检测用转子3在使各凸极31沿径向与检测用定子2的内周面对置的状态下，与检测用定子2同轴地配置。当检测用转子3相对于检测用定子2旋转时，检测用转子3与检测用定子2之间的导磁率的波动因各凸极31的存在而呈正弦波状地变化。
在各励磁线圈22中，通过向励磁线圈22供给交流电力而产生磁动势。由此，产生通过检测用转子3以及检测用定子铁芯21的磁通。该磁通将第1线圈231以及第2线圈241交链，由此在第1线圈231以及第2线圈241中产生电压。检测用转子3与检测用定子2之间的导磁率随着检测用转子3的旋转角度而呈正弦波状地变化，因此通过测定分别从第1线圈231以及第2线圈241输出的电压来检测检测用转子3的旋转角度。
励磁线圈22的导线以对于彼此相邻的齿27使卷绕方向相反的方式，在全部的齿27上分别卷绕相同的匝数。由此，各励磁线圈22的径向线圈宽度均相同。此外，各励磁线圈22的径向位置也均相同。
第1检测线圈组23为包含有径向线圈宽度彼此不同的两种第1线圈231的调整线圈组。此外，在第1检测线圈组23中，设各第1线圈231中径向线圈宽度最大的多个第1线圈231为最大宽度线圈231A，设各第1线圈231中径向线圈宽度比最大宽度线圈231A小的多个第1线圈231为非最大宽度线圈231B。各最大宽度线圈231A的导线的匝数比各非最大宽度线圈231B的导线的匝数多。此外，设各最大宽度线圈231A为正向卷绕的正向线圈，设各非最大宽度线圈231B为向与正向线圈相反的方向卷绕的反向线圈。
另一方面，在第2检测线圈组24中，各第2线圈241的径向线圈宽度均相同。由此，各第2线圈241的导线的匝数均相同。在该例中，在齿编号为2、6、8、12、14、18的各齿27上以一匝以上的相同匝数分别卷绕第2线圈241的导线。此外，在该例中，卷绕于齿编号为2、8、14的各齿27上的第2线圈241的导线的卷绕方向是分别向与各最大宽度线圈231A的导线的卷绕方向相同的方向卷绕的，卷绕于齿编号为6、12、18的各齿27上的第2线圈241的导线的卷绕方向是与卷绕于齿编号为2、8、14的各齿27上的第2线圈241的导线的卷绕方向相反的方向。即，在该例中，设卷绕于齿编号为2、8、14的各齿27上的第2线圈241为正向线圈，设卷绕于齿编号为6、12、18的各齿27上的第2线圈241为反向线圈。在齿编号为4、10、16的各齿27上，为了使检测线圈呈正弦波状地分布，未卷绕第1以及第2线圈231、241。
在第1检测线圈组23中，正向线圈即各最大宽度线圈231A的匝数的总和与反向线圈即各非最大宽度线圈231B的匝数的总和彼此相等。此外，在第2检测线圈组24中，各第2线圈241中的正向线圈的匝数的总和与反向线圈的匝数的总和也彼此相等。
由此，卷绕于检测用定子铁芯21的多个齿27上的第1线圈231以及第2线圈241各自的匝数的空间分布由以正弦波表示的函数给出，该正弦波具有与分别卷绕于检测用定子铁芯21的各齿27上的励磁线圈22的极数(即齿数)2M(M为1以上的整数)和检测用转子3的凸极31的数量(即轴倍角)N(N为1以上的整数)相应的空间次数。
各检测线圈(即第1线圈231以及第2线圈241)配置在比励磁线圈22靠近铁芯背部26的位置。此外，卷绕于同一个齿27上的检测线圈(即第1线圈231或第2线圈241)和励磁线圈22在检测用定子2的径向上彼此分离地配置。
绝缘子30具有：多个间隔部301，它们介于卷绕于同一个齿27上的励磁线圈22与检测线圈231、241之间；以及多个突出部302，它们介于检测线圈231、241与铁芯背部26之间。励磁线圈22和检测线圈231、241在检测用定子2的径向上隔着间隔部301彼此分离地配置。检测线圈231、241与铁芯背部26在检测用定子2的径向上隔着突出部302彼此分离地配置。
图17是示出卷绕于图16的齿编号1的齿27上的励磁线圈22以及最大宽度线圈231A的放大图。此外，图18是示出卷绕于图16的齿编号3的齿27上的励磁线圈22以及非最大宽度线圈231B的放大图。如图17所示，通过调整间隔部301A以及突出部302A各自的厚度，在检测用定子2的径向上进行最大宽度线圈231A相对于励磁线圈22的定位。此外，如图18所示，通过调整间隔部301B以及突出部302B各自的厚度，在检测用定子2的径向上进行非最大宽度线圈231B相对于励磁线圈22的定位。沿着检测用定子2的周向观察第1检测线圈组23时的最大宽度线圈231A与非最大宽度线圈231B在径向上的位置关系与实施方式1相同。
在该例中，最大宽度线圈231A的径向线圈宽度比非最大宽度线圈231B的径向线圈宽度大，因此间隔部301B的厚度比间隔部301A的厚度厚，突出部302B的厚度比突出部302A的厚度厚。其他结构与实施方式1相同。
由此，即使将本发明应用于在检测用定子2的径向内侧配置有检测用转子3、且检测用转子3能够相对于检测用定子2旋转的内转子型的旋转变压器1中，也与实施方式1以及2同样地，能够更可靠地防止励磁线圈22、第1线圈231以及第2线圈241的绕线坍塌以及绕线混乱，从而能够抑制旋转变压器1的角度检测误差增大。
另外，在上述的例子中，设检测用定子2的齿27的数量为18个，设检测用转子3的凸极31的数量为15个，但与实施方式1中所示的图12的组合同样地，只要是发挥旋转变压器的功能的组合即可，齿27的数量与凸极31的数量的组合不限于此。
实施方式4
图19是示出本发明的实施方式4的旋转电机的纵剖视图。此外，图20是沿着图19的XX-XX线剖切的剖视图。在图中，旋转电机101具有：圆环状的定子102；转子103，其配置在定子102的内侧，能够相对于定子102旋转；以及壳体104，其支承定子102以及转子103。
壳体104具有：板状的壳体主体105；以及固定在壳体主体105的外周部的圆筒状的壳体筒部106。在壳体主体105的中央部设置有贯通孔107。如图18所示，在壳体104上固定有支承轴108，该支承轴108固定于壳体主体105，且配置在壳体筒部106的中心轴线上。转子103经由轴承109旋转自如地安装于支承轴108。此外，转子103经由支承轴108支承于壳体104。
定子102与转子103同轴地配置。此外，定子102具有：圆环状的定子铁芯110，其包围转子103的外周；多个定子线圈111，它们分别设置于定子铁芯110，沿定子铁芯110的周向排列；以及绝缘子112，其设置于定子铁芯110，并介于定子铁芯110与各定子线圈111之间。定子102在定子铁芯110嵌入壳体筒部106内的状态下支承于壳体104。各定子线圈111与定子铁芯110之间的绝缘状态通过绝缘子112确保。
定子铁芯110由在支承轴108的轴线方向上层叠的多片磁性体即钢板构成。此外，定子铁芯110具有：圆环状的背轭部113，其沿着壳体筒部106的内周面；以及多个磁极齿部114，它们分别从背轭部113向径向内侧突出，在定子铁芯110的周向上彼此隔开间隔地配置。各磁极齿部114在定子铁芯110的周向上等间隔地配置。
定子线圈111单独地设置于各磁极齿部114。因此，各定子线圈111在定子铁芯110的周向上等间隔地配置。在定子102中，通过向各定子线圈111通电而产生旋转磁场。转子103由于定子102产生的旋转磁场而以支承轴108的轴线为中心旋转。
转子103具有：转子磁轭115；以及分别设置于转子磁轭115上的多个永磁铁(转子磁极部)116。
设转子磁轭115为由铸铁构成的铸件。此外，如图18所示，转子磁轭115具有：转子磁轭主体117，其安装有轴承109；以及圆筒状的转子筒部118，其固定于转子磁轭主体117的外周部，与支承轴108同轴地配置。
转子磁轭115在使转子筒部118的外周面沿转子103的径向与定子102对置的状态下，配置在定子102的内侧。由此，转子筒部118的外周面沿径向与各磁极齿部114的前端面对置。
各永磁铁116分别设置于转子筒部118的外周面。此外，各永磁铁116在转子筒部118与定子102之间的空间内沿转子103的周向(即转子103的旋转方向)彼此隔开间隔地配置。在该例中，各永磁铁116沿转子103的周向等间隔地配置。
在转子磁轭主体117的中央部设置有贯通孔121。在支承轴108的前端部，与支承轴108同轴地设置有到达贯通孔121内的旋转变压器用轴122。旋转变压器用轴122的外径比支承轴108的外径小。
在转子磁轭主体117的贯通孔121内设置有检测转子103的旋转角度的外转子型旋转变压器1。旋转变压器1具有：检测用定子2，其固定于旋转变压器用轴122；以及检测用转子3，其是在径向上与检测用定子2对置并能够相对于检测用定子2旋转的磁性体。检测用转子3固定于转子磁轭主体117的贯通孔121的内表面。由此，检测用转子3与转子磁轭主体117一体地相对于支承轴108以及旋转变压器用轴122同轴旋转。检测用定子2以及检测用转子3的结构与实施方式1相同。
由此，通过对设置于旋转电机101的旋转变压器1应用本发明，能够更可靠地抑制旋转电机101的转子103的旋转角度的检测误差增大。由此，旋转电机101的转子103的位置以及速度的控制能够实现高精度化。
另外，在上述的例子中，实施方式1中的旋转变压器1设置于旋转电机101，但也可以将实施方式2中的旋转变压器1设置于旋转电机101。
此外，在上述的例子中，可以在作为电动机的旋转电机101中应用旋转变压器1，也可以在作为发电机的旋转电机101中应用旋转变压器1。
实施方式5
也可以将上述实施方式3的内转子型的旋转变压器1应用于电梯用曳引机。即，图21是示出本发明的实施方式5的电梯用曳引机的纵剖视图。在图中，电梯用曳引机130具有：实施方式3中的内转子型的旋转变压器1；电动机131；以及驱动绳轮132，其借助电动机131的驱动力而旋转。
电动机131是一种旋转电机，其具有：圆环状的定子102；转子103，其配置在定子102的内侧，能够相对于定子102旋转；以及壳体104，其支承定子102以及转子103。
壳体104的支承轴108为内部与壳体主体105的贯通孔107连通的中空、即筒状的轴。转子103的转子磁轭115除了转子磁轭主体117以及转子筒部118还具有旋转变压器用轴119，旋转变压器用轴119固定于转子磁轭主体117的中央部，通过支承轴108的内部，并到达贯通孔107内。电动机131的其他结构与实施方式4中的旋转电机101的结构相同。
在壳体主体105的贯通孔107内设置有检测转子103的旋转角度的内转子型的旋转变压器1。旋转变压器1具有：检测用定子2，其在贯通孔107内固定于壳体主体105；以及检测用转子3，其是在径向上与检测用定子2对置并能够相对于检测用定子2旋转的磁性体。检测用转子3固定于旋转变压器用轴119。由此，通过向定子线圈111的通电，检测用转子3以旋转变压器用轴119的轴线为中心与转子103一体地旋转。
驱动绳轮132与转子磁轭115一体地成型。由此，驱动绳轮132经由轴承109旋转自如地支承于支承轴108。在该例中，设构成驱动绳轮132以及转子磁轭115的材料为铸铁。驱动绳轮132在支承轴108的轴线方向上设置在脱离定子102的范围的位置。驱动绳轮132伴随着转子103的旋转而以支承轴108的轴线为中心旋转。在驱动绳轮132的外周面沿着驱动绳轮132的周向设置有多个主绳索用槽133。
悬吊轿厢以及对重(均未图示)的多根主绳索沿着各主绳索用槽133卷绕于驱动绳轮132。轿厢以及对重因驱动绳轮132的旋转而在井道内升降。
在转子筒部118的内侧设置有对驱动绳轮132以及转子103赋予制动力的制动装置134。制动装置134具有能够相对于转子筒部118沿转子103的径向移位的制动靴(未图示)。制动装置134通过使制动靴与转子筒部118的内周面接触来对驱动绳轮132以及转子103赋予制动力，通过使制动靴从转子筒部118分离来解除对驱动绳轮132以及转子103的制动力。
在这样的电梯用曳引机中，实施方式3中的内转子型的旋转变压器1设置于电动机131，因此能够得到与实施方式3同样的效果。即，转子103的位置以及速度的控制能够实现高精度化。
另外，在上述的例子中，在驱动绳轮132与转子103成一体的电梯用曳引机130中设置有旋转变压器1，但也可以在齿轮曳引机(电梯用曳引机)中设置旋转变压器1，该齿轮曳引机是将包括彼此啮合的多个齿轮的齿轮装置搭载于作为旋转电机的电动机上，将电动机所含有的转子的旋转经由齿轮装置传递到驱动绳轮132。在该情况下，驱动绳轮132伴随着电动机所含有的转子的旋转，以相对于转子的转速按一定的齿轮比减速后的转速旋转。
此外，在上述的例子中，可以将实施方式4中的旋转电机101作为电动机131应用于电梯用曳引机。在将实施方式4中的旋转电机101作为电动机131应用于电梯用曳引机的情况下，在电动机131中设置有实施方式1或2的外转子型旋转变压器1。
此外，在实施方式4中，可以在与实施方式5中的电动机131的结构相同的旋转电机中设置实施方式3的内转子型的旋转变压器1。
此外，在实施方式4以及5中，在环状的定子102包围转子103的外周的内转子型的旋转电机中应用了本发明，但在环状的转子103包围定子102的外周的外转子型旋转电机中也可以应用本发明。
此外，在实施方式4以及5中，在转子103包含有永磁铁116的永磁铁电动机中设置有旋转变压器1，但不限于此，例如也可以在感应电动机等中设置旋转变压器1。
此外，在各上述实施方式中，设各第1线圈231为COS相的检测线圈，设各第2线圈241为SIN相的检测线圈，但也可以设各第1线圈231为SIN相的检测线圈，设各第2线圈241为COS相的检测线圈。
此外，在各上述实施方式中，径向线圈宽度彼此不同的两种第1线圈231包含在第1检测线圈组23中，但第1检测线圈组23也可以包含径向线圈宽度彼此不同的三种以上的第1线圈231。在该情况下，设径向线圈宽度最大的一个种类的多个第1线圈231为最大宽度线圈，设径向线圈宽度比最大宽度线圈小的其他种类的多个第1线圈231为非最大宽度线圈。此外，在该情况下，通过调整各第1线圈231的径向位置，在沿着检测用定子2的周向观察第1检测线圈组23时，各非最大宽度线圈的径向线圈宽度的范围均收敛于最大宽度线圈的径向线圈的范围内。
此外，在各上述实施方式中，使用第1检测线圈组23作为含有径向线圈宽度彼此不同的多种检测线圈的调整线圈组，但也可以将第2检测线圈组24作为调整线圈组。在该情况下，第2检测线圈组24所含有的各第2线圈241的径向线圈宽度的种类可以是两种，也可以是三种以上。
此外，在各上述实施方式中，第1检测线圈部23成为含有径向线圈宽度彼此不同的多种第1线圈231的调整线圈组，但第1检测线圈组23所含有的各第1线圈231的径向线圈宽度可以均相同。由此，也能够避免励磁线圈22、第1线圈231以及第2线圈241均卷绕于同一个齿27，从而能够抑制各线圈22、231、241相对于齿27的绕线坍塌以及绕线混乱。即，在不同的匝数下也为相同的线圈宽度的情况下，只要线圈宽度为两种以上，也能够应用本发明。
此外，在上述的例子中，在可变磁阻型的旋转变压器中应用了本发明，但在旋转变压型的旋转变压器中也可以应用本发明。

Claims (11)

1.一种旋转变压器，该旋转变压器具备：
检测用定子；以及
检测用转子，其能够相对于所述检测用定子旋转，
所述检测用转子具有沿周向排列的多个凸极，各所述凸极在径向上与所述检测用定子对置地配置，
所述检测用定子具有检测用定子铁芯和分别设置于所述检测用定子铁芯上的第1检测线圈组、第2检测线圈组以及多个励磁线圈，
所述检测用定子铁芯具有沿周向排列的多个齿，
所述第1检测线圈组具有多个第1线圈作为检测线圈，
所述第2检测线圈组具有检测电压的相位与所述第1线圈不同的多个第2线圈作为检测线圈，
所述励磁线圈分别卷绕于各所述齿，
所述第1线圈以及所述第2线圈不卷绕于同一个所述齿，而卷绕于彼此不同的所述齿，
卷绕于同一个所述齿上的所述检测线圈和所述励磁线圈在径向上彼此分离地配置，
所述第1检测线圈组以及所述第2检测线圈组中的至少任意一方为包含有多种所述检测线圈的调整线圈组，该多种所述检测线圈在所述检测用定子的径向上的线圈宽度彼此不同，
设所述调整线圈组的各所述检测线圈中线圈宽度最大的所述检测线圈为最大宽度线圈，线圈宽度比所述最大宽度线圈小的所述检测线圈为非最大宽度线圈，则
所述最大宽度线圈的导线的卷绕方向与所述非最大宽度线圈的导线的卷绕方向彼此不同，
沿着周向观察所述检测用定子时，在所述检测用定子的径向上，所述非最大宽度线圈的线圈宽度的范围收敛于所述最大宽度线圈的线圈宽度的范围内。
2.根据权利要求1所述的旋转变压器，其中，
所述非最大宽度线圈的个数比所述最大宽度线圈的个数多。
3.根据权利要求1或2所述的旋转变压器，其中，
沿着周向观察所述检测用定子时，在所述检测用定子的径向上，各所述励磁线圈的位置相互一致。
4.根据权利要求1或2所述的旋转变压器，其中，
所述励磁线圈以对于彼此相邻的所述齿使导线的卷绕方向相反的方式分别卷绕于各所述齿，
在多个所述齿中的沿周向每隔一个地选择的各所述齿上分别卷绕有所述第1线圈，
在与卷绕有所述第1线圈的所述齿不同的多个所述齿中的至少任意一个上卷绕有所述第2线圈。
5.根据权利要求1或2所述的旋转变压器，其中，
沿着周向观察所述检测用定子时，在所述检测用定子的径向上，所述非最大宽度线圈的中心位置与所述最大宽度线圈的中心位置一致。
6.一种旋转变压器，该旋转变压器具备：
检测用定子；以及
检测用转子，其能够相对于所述检测用定子旋转，
所述检测用转子具有沿周向排列的多个凸极，各所述凸极在径向上与所述检测用定子对置地配置，
所述检测用定子具有检测用定子铁芯和分别设置于所述检测用定子铁芯上的第1检测线圈组、第2检测线圈组以及多个励磁线圈，
所述检测用定子铁芯具有沿周向排列的多个齿，
所述第1检测线圈组具有多个第1线圈作为检测线圈，
所述第2检测线圈组具有检测电压的相位与所述第1线圈不同的多个第2线圈作为检测线圈，
所述励磁线圈分别卷绕于各所述齿，
所述第1线圈以及所述第2线圈不卷绕于同一个所述齿，而卷绕于彼此不同的所述齿，
卷绕于同一个所述齿上的所述检测线圈和所述励磁线圈在径向上彼此分离地配置，
设所述励磁线圈的极对数为1以上的整数M，
设所述凸极的数量为1以上的整数N，
所述第1线圈以及所述第2线圈各自的匝数的空间分布由以空间|M±N|次的正弦波表示的函数、和以空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数之和得到，所述空间|M-|M±N||次的正弦波具有与所述空间|M±N|次的正弦波的振幅相等的振幅，
所述励磁线圈的极对数M为9，
所述凸极的数量N为15、24或30。
7.一种旋转变压器，该旋转变压器具备：
检测用定子；以及
检测用转子，其能够相对于所述检测用定子旋转，
所述检测用转子具有沿周向排列的多个凸极，各所述凸极在径向上与所述检测用定子对置地配置，
所述检测用定子具有检测用定子铁芯和分别设置于所述检测用定子铁芯上的第1检测线圈组、第2检测线圈组以及多个励磁线圈，
所述检测用定子铁芯具有沿周向排列的多个齿，
所述第1检测线圈组具有多个第1线圈作为检测线圈，
所述第2检测线圈组具有检测电压的相位与所述第1线圈不同的多个第2线圈作为检测线圈，
所述励磁线圈分别卷绕于各所述齿，
所述第1线圈以及所述第2线圈不卷绕于同一个所述齿，而卷绕于彼此不同的所述齿，
卷绕于同一个所述齿上的所述检测线圈和所述励磁线圈在径向上彼此分离地配置，
设所述励磁线圈的极对数为1以上的整数M，
设所述凸极的数量为1以上的整数N，
所述第1线圈以及所述第2线圈各自的匝数的空间分布由以空间|M±N|次的正弦波表示的函数、和以空间|M-|M±N||次的正弦波表示的函数之和得到，所述空间|M-|M±N||次的正弦波具有与所述空间|M±N|次的正弦波的振幅相等的振幅，
所述励磁线圈的极对数M为15，
所述凸极的数量N为10或20。
8.根据权利要求1、2、6、7中的任意一项所述的旋转变压器，其中，
所述第1检测线圈组以及所述第2检测线圈组中的至少任意一方包含有正向卷绕的所述检测线圈即正向线圈、以及反向卷绕的所述检测线圈即反向线圈，
所述正向线圈的匝数的总和与所述反向线圈的匝数的总和彼此相等。
9.根据权利要求1、2、6、7中的任意一项所述的旋转变压器，其中，
所述检测用定子还具有介于所述励磁线圈以及所述检测线圈各自与所述齿之间的非磁性体，
所述非磁性体具有介于卷绕于同一个所述齿上的所述励磁线圈与所述检测线圈之间的间隔部。
10.一种旋转电机，该旋转电机具备：
定子；
转子，其能够相对于所述定子旋转；以及
权利要求1至9中的任意一项所述的旋转变压器，
所述检测用转子与所述转子一体地旋转。
11.一种电梯用曳引机，该电梯用曳引机具备：
电动机，其具有定子、能够相对于所述定子旋转的转子、以及权利要求1至9中的任意一项所述的旋转变压器；以及
驱动绳轮，其伴随着所述转子的旋转而旋转，
所述检测用转子与所述转子一体地旋转。
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