CN109687677B - 旋转变压器定子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转变压器定子。所述旋转变压器安装在电动机的壳体的内部。旋转变压器的定子具有三层芯部：电钢片的主层，磁性金属的第一屏蔽层，插置于主层和第一屏蔽层之间的第二屏蔽层。第二屏蔽层由非磁性材料制得。

Description

旋转变压器定子

技术领域

本发明涉及旋转变压器定子，涉及一种在车辆滑行时校正滑动的方法，更具体地，涉及可以确保旋转变压器的电磁噪声的鲁棒性的旋转变压器定子。

背景技术

在例如电动机的旋转装置的控制中，旋转体的移动或旋转位置应通过安装在旋转轴中的旋转角检测装置准确地测量。旋转角检测装置的示例包括旋转变压器(resolver)和编码器，这些检测装置具有优点和缺点。

在这些检测装置中，旋转变压器直接检测转子的绝对位置，并基于转子的位置变化计算旋转方向和旋转速度。更详细地，旋转变压器是配置成准确地测量电动机的旋转速度和旋转角的传感器，其具有这样的结构，其中信号注入线圈和输出线圈位于旋转变压器定子中，具有椭圆形状或多极形状的旋转变压器转子位于旋转变压器定子内部。

此部分的公开内容用于提供本发明的背景。申请人注意到这部分内容可能包含在本申请以前可得的信息。然而，通过提供该部分内容，申请人不认可包含在该部分的任何信息都构成现有技术。

发明内容

旋转变压器(resolver)可以安装在电动机的壳体的内部。在这种情况下，因为由壳体内部的电动机定子或电动机转子的永磁体等产生的磁通量(电磁噪声)的影响而造成输出畸变。

因此，本发明的一方面在于提供一种旋转变压器定子，其可以确保旋转变压器的电磁噪声的鲁棒性。

本发明可以提供一种旋转变压器定子，其包括：主芯部，其由电钢片形成；以及第一屏蔽芯部，该第一屏蔽芯部的一个表面附接至所述主芯部的至少一个表面，所述第一屏蔽芯部由非磁性材料形成。

根据本发明的实施方案，旋转变压器定子可以进一步包括第二屏蔽芯部，其附接至所述第一屏蔽芯部的另一表面，并由磁性金属形成。

根据本发明的实施方案，第一屏蔽芯部可以在主芯部的整个一个表面上与主芯部接触。

根据本发明的实施方案，主芯部可以包括环形体和在所述环形体的径向方向上从所述环形体突出的多个齿。

根据本发明的实施方案，第一屏蔽芯部可以在对应于所述环形体和所述齿的区域处与所述主芯部接触，第二屏蔽芯部可以在对应于所述第一屏蔽芯部的整个另一表面的区域处与所述第一屏蔽芯部接触。

根据本发明的实施方案，所述第一屏蔽芯部可以在对应于所述环形体的区域处与所述主芯部接触，并在对应于所述齿的区域处与所述主芯部可以不接触，所述第二屏蔽芯部可以具有平坦表面，该平坦表面具有对应于所述环形体和所述齿的形状，所述第二屏蔽芯部可以在对应于所述环形体的区域处与所述第一屏蔽芯部接触，在所述主芯部和所述第二屏蔽芯部之间在对应于所述齿的区域处可以形成空间。

根据本发明的实施方案，在所述环形体、所述第一屏蔽芯部和第二屏蔽芯部中可以沿堆叠的方向穿透至少一个紧固孔，配置成将旋转变压器定子紧固至另一结构的紧固结构插入所述紧固孔中。

本发明的还可以提供一种旋转变压器定子，其包括：主芯部，其由电钢片形成；第一屏蔽芯部，该第一屏蔽芯部的一个表面附接至所述主芯部的至少一个表面，所述第一屏蔽芯部由非磁性材料形成；以及第二屏蔽芯部，其附接至所述第一屏蔽芯部的另一表面，所述第二屏蔽芯部由磁性金属形成，其中所述第一屏蔽芯部使所述主芯部和所述第二屏蔽芯部相互间隔开，从而防止所述第二屏蔽芯部与所述主芯部直接接触。

根据所述旋转变压器定子，防止了由电动机产生的电磁噪声不利地影响旋转变压器，从而可以确保电磁噪声的鲁棒性。具体地，根据所述旋转变压器定子，不需要在电动机的电动机定子和电动机转子之间用于间隔距离的壳体中的空间或用于安装单独屏蔽结构的壳体中的空间，从而有利于小型化电动机本身。

附图说明

通过随后结合附图所呈现的详细描述将会更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征以及优点，在这些附图中：

图1为示意地显示安装有具有根据本发明的实施方案的旋转变压器定子的旋转变压器的电动机的结构的截面图；

图2为显示根据本发明的实施方案的旋转变压器定子的平面图和截面图；

图3和图4为显示根据本发明的实施方案的旋转变压器定子的剖面立体图和分解立体图；以及

图5和图6为显示根据本发明的另一实施方案的旋转变压器定子的剖面立体图和分解立体图。

具体实施方式

下面将参考所附附图对根据本发明的各个实施方案的旋转变压器定子进行具体描述。

本发明的一个方面提供一种用于测量电动机转子的旋转位置的旋转变压器。在实施方案中，旋转变压器(resolver)11、12安装在电动机壳体内部。

在实施方案中，当沿着垂直于电动机的旋转轴线的第一方向观察时，整个旋转变压器11、12与电动机定子100和转子200中的至少一个重叠。当沿着第一方向观察时，旋转变压器11、12不从电动机定子100或转子200突出，使得容纳旋转变压器不会在沿着与旋转轴线平行的方向上增加壳体的尺寸。

在实施方案中，如图1中所示，沿着垂直于电动机的旋转轴线的方向，顺序地(从旋转轴线向电动机的外部)设置转子200的旋转轴220、旋转变压器转子12、旋转变压器定子11、电动机定子100和电动机壳体300的侧壁。

在实施方案中，如图1中所示，旋转轴220具有凹陷以容纳旋转变压器转子12和旋转变压器定子11，从而沿着垂直于电动机的旋转轴线的方向顺序地(从旋转轴线向电动机的外部)设置旋转轴220的内部部分(旋转变压器转子12附接的部分，其具有对应于壳体300的通孔的第一直径)、旋转变压器转子12、旋转变压器定子11、旋转轴220的外部部分(其具有大于内部部分的第一直径的第二直径)、永磁体210、电动机定子100和电动机壳体300的侧壁。

在实施方案中，旋转变压器定子11固定至壳体300，所述旋转变压器定子11与一部分的旋转轴220之间间隔有间隙。在间隙中没有安装单独的屏蔽结构，从而在沿着与旋转轴线平行的方向上旋转变压器定子11和旋转轴220之间的间隙与旋转轴220和壳体之间的间隙基本相同。

图1为示意地显示安装有具有根据本发明的实施方案的旋转变压器定子的旋转变压器的电动机的结构的截面图。

参考图1，基本上，电动机(作为示例在图1中显示永磁体同步电动机)可以包括电动机定子100和电动机转子200，线圈缠绕在电动机定子100上，电动机转子200具有设置在其中的永磁体210。旋转变压器10围绕旋转的电动机转子200的旋转轴220设置，所述旋转变压器10作为位置传感器配置成识别电动机转子的旋转位置(亦即，转子的永磁体210的位置)。

在图1中，旋转变压器10可以包括安装在电动机转子200的旋转轴220中的旋转变压器转子12和附接至电动机的壳体300的内部从而设置在对应于旋转变压器转子12周围的位置处的旋转变压器定子11

具体地，图1中所示的电动机的结构对应于旋转变压器10与构成电动机的其他组件一起安装在电动机的壳体300的内部的示例。

以此方式，因为旋转变压器10与电动机的其他组件一起设置在电动机的壳体300的内部，由此受到电动机定子和转子产生的磁通量(电磁噪声)影响，位置检测的准确性变差，因此，难以确保电动机的可控性。具体地，如图1中所示，当旋转变压器定子11设置在其可以直接面向电动机定子100和永磁体210的位置时，电动机的主要磁通量直接影响旋转变压器10。

在相关技术中，为了解决上述问题，采用旋转变压器安装在充分空间位置处的方案或能够阻挡电磁噪声的屏蔽结构围绕旋转变压器定子单独安装在电动机的壳体中的方案，从而不影响电动机定子和永磁体的磁通量。

在用于电磁噪声的阻挡效应的技术中，因为需要用于确保充足距离的空间或安装屏蔽结构的空间，其不利于小型化电动机。

因为根据本发明的实施方案的旋转变压器定子11包括用于阻挡电磁噪声的结构，因此不需要单独的间隔距离或外部屏蔽结构，提供了小型化电动机的显著优点。

图2为显示根据本发明的实施方案的旋转变压器定子的平面图和截面图。

参考图2，根据本发明的实施方案的旋转变压器定子11可以包括主芯部111和第一屏蔽芯部112，主芯部111由电钢片制得，第一屏蔽芯部112在其一个表面上附接至主芯部111的至少一个表面，第一屏蔽芯部112由非磁性材料制得。此外，根据本发明的实施方案的旋转变压器定子11可以进一步包括第二屏蔽芯部113，其附接至第一屏蔽芯部112的另一表面，并由磁性金属制得。

第一屏蔽芯部112可以由非磁性材料制得。亦即，第一屏蔽芯部112由难以被磁化的材料制得，由此防止电磁噪声传递至主芯部111。不具有磁性的金属或非金属(例如合成树脂等)都可以用作生产第一屏蔽芯部112的材料。

然而，为了通过仅使用第一屏蔽芯部112防止电磁噪声传递至主芯部111，第一屏蔽芯部112应具有充足的厚度，并应考虑电磁噪声传递的方向。因此，为了进一步改进由第一屏蔽芯部112产生的电磁噪声阻挡效应，在本发明的实施方案中，由磁性金属制得的第二屏蔽芯部113形成在第一屏蔽芯部112的另一表面上。在实施方案中，第二屏蔽层113的导磁率大于第一屏蔽层112。在实施方案中，主层111的厚度实质上大于第一屏蔽层112和第二屏蔽层113的厚度。

第二屏蔽芯部113可以由磁性金属制得。因此，第二屏蔽芯部113可以围绕旋转变压器定子11吸收电磁噪声，并可以在其内通过涡流电流等消除吸收的电磁噪声。

因为具有磁性的第二屏蔽芯部113可以集中周围的电磁噪声，所以不需要考虑方向性，第一屏蔽芯部112可以防止集中在第二屏蔽芯部113上的电磁噪声传递至主芯部111。因此，第二屏蔽芯部113不应直接接触主芯部111，第一屏蔽芯部112可以设置在主芯部111和第二屏蔽芯部113之间使得第二屏蔽芯部113和主芯部111相互间隔开并由此可以防止彼此直接接触。第一屏蔽芯部112可以以各种形式设置在主芯部111的整个一个表面或一个表面的一部分上从而防止第二屏蔽芯部113和主芯部111之间的接触。

根据本发明的实施方案的旋转变压器定子11可以包括在主芯部111、第一屏蔽芯部112和第二屏蔽芯部113堆叠的方向上穿透的紧固孔H。在旋转变压器11通过紧固单元如螺栓固定并附接至电动机的壳体(图1中“300”)的内部时可以使用紧固孔H。以此方式，因为根据本发明的旋转变压器定子11可以使用紧固孔H附接至电动机的壳体的内部，所以旋转变压器定子11的结构有利于使电动机小型化。

图3和图4为显示根据本发明的实施方案的旋转变压器定子的剖面立体图和分解立体图。

在图3至图6所示的实施方案中，旋转变压器定子11的主芯部111可以包括环形体B和沿环形体B的径向方向从环形体B突出的多个齿。

线圈可以缠绕在齿T上。例如，在齿T上可以缠绕信号注入线圈和输出线圈，配置成产生交流(AC)磁场的信号注入所述信号注入线圈，输出线圈配置成产生AC磁场并输出通过旋转变压器转子12的旋转而感应的电压。

作为参考，图2中所示的旋转变压器定子11是不具有齿的旋转变压器定子，线圈附接至旋转变压器定子的内周缘。应理解图2中所示的旋转变压器定子仅包括环形体B。

如图3和4中所示，在实施方案中，主芯部111、第一屏蔽芯部112-1和第二屏蔽芯部113的平面形状可以彼此相同。亦即，第一屏蔽芯部112-1可以在对应于环形体B和齿T的区域处接触主芯部111。此外，第二屏蔽芯部113可以在对应于第一屏蔽芯部112-1的整个另一表面的区域处接触第一屏蔽芯部112-1。

如图5和6中所示，在实施方案中，主芯部111和第二屏蔽芯部113的平面形状彼此相同，第一屏蔽芯部112-2可以具有对应于主芯部111的环形体B的平面形状的平坦表面。亦即，第一屏蔽芯部112-2在对应于环形体B的区域处与主芯部111接触，但在对应于齿T的区域处不与主芯部111接触。此外，第二屏蔽芯部113可以具有平坦表面，其具有对应于环形体B和齿T的形状，从而在对应于环形体B的区域处与第一屏蔽芯部112-2接触。根据这种结构，在没有任何其他结构的情况下，在主芯部111和第二屏蔽芯部113之间在对应于齿T的区域处形成中空空间。

如图3和4中所示，在实施方案中，第一紧固芯部111-1的物理结构存在于主芯部111和第二屏蔽芯部113之间对应于齿T的区域处，从而可以形成机械上更牢固的结构。

此外，如图5和6中所示，在实施方案中，在主芯部111和第二屏蔽芯部113之间在对应于齿T的区域处不存在结构，非磁性材料替代为空气，从而可以减少用于生产第一屏蔽芯部所花费的材料成本。

同时，如图3至6中所示，在实施方案中，第一屏蔽芯部和第二屏蔽芯部单独地生产从而以第一屏蔽芯部和第二屏蔽芯部连续地堆叠在主芯部上的状态紧固至电动机壳体。另外，在提前生产第一屏蔽芯部和第二屏蔽芯部以相互结合之后，第一屏蔽芯部和第二屏蔽芯部可以与主芯部一起紧固至电动机壳体。

如上所述，根据本发明的各个实施方案的旋转变压器定子可以防止由电动机产生的电磁噪声不利地影响旋转变压器，由此确保电磁噪声的鲁棒性。具体地，在根据本发明的各个实施方案的旋转变压器定子中，不需要在电动机的电动机定子和电动机转子之间用于间隔距离的壳体中的空间或用于安装单独屏蔽结构的壳体中的空间，从而有利于小型化电动机本身。

尽管如上说明并描述了本发明的某些实施方案，对于本领域技术人员来说显而易见的是本发明在不背离通过所附权利要求书提供的本发明的技术主旨的情况下可以进行各种修改和更改。

Claims (2)

1.一种旋转变压器定子，其包括：

主芯部，其由电钢片形成；

第一屏蔽芯部，其附接至所述主芯部的至少一个表面以使所述主芯部布置在第一屏蔽芯部的一个表面上，其中所述第一屏蔽芯部由非磁性材料形成；以及

第二屏蔽芯部，其附接至所述第一屏蔽芯部的另一表面，所述第二屏蔽芯部由磁性金属形成，

其中，所述主芯部包括环形体和沿所述环形体的径向方向上从所述环形体突出的多个齿，

所述第一屏蔽芯部包括与所述主芯部的环形体接触的本体，所述第一屏蔽芯部与所述主芯部的齿不接触，

所述第二屏蔽芯部包括与所述第一屏蔽芯部的本体接触的本体以及对应于所述主芯部的齿的多个齿，

所述第一屏蔽芯部的本体布置在所述主芯部的环形体与所述第二屏蔽芯部的本体之间，所述第一屏蔽芯部不包括布置在所述主芯部的齿与所述第二屏蔽芯部的齿之间的部分，从而在所述主芯部的齿与所述第二屏蔽芯部的齿之间形成空间。

2.根据权利要求1所述的旋转变压器定子，其中，在所述环形体、所述第一屏蔽芯部和第二屏蔽芯部中沿堆叠的方向穿透至少一个紧固孔，配置成将旋转变压器定子紧固至另一结构的紧固结构插入所述紧固孔中。

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