CN201083498Y - 一种圆柱式感应同步器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种圆柱式感应同步器，其特征在于，在转子轴套和转子圆柱体之间设置转子支架，转子绝缘层、转子带形柱面绕组、和转子屏蔽层铝箔依次设置在转子圆柱体外柱面上，定子绝缘层和定子带形柱面绕组依次设置在定子圆柱体内柱面上，在转子圆柱体的一端同轴设置耦合变压器转子环形绕组，定子圆柱体的同一端的对应位置上同轴设置耦合变压器定子环形绕组。本实用新型继承了直线式和圆盘式感应同步器的基本工作原理，保持了精度高、性能稳定、抗干扰性强、结构简单、耐油污、环境适应性强、易于维护、使用寿命长的一系列优点，同时还具有磁通转角分辨率高、径向尺寸小、安装方便、轴系动态性能好、粗测通道精度高的优点，更易于推广应用。

Description

一种圆柱式感应同步器

技术领域

本实用新型涉及一种圆柱式感应同步器，应用于旋转轴机构的自动测量系统和自动控制系统，作为高精度的角位置检测元件，属于自动化技术领域。

背景技术

感应同步器是一种高精度的微控制电机，现有的感应同步器分为直线式和圆盘式两种结构形式。其中，直线式感应同步器用于测量直线位移，圆盘式感应同步器用于测量转角位移。

圆盘式感应同步器的结构如图1所示，转子圆盘基板1采用约10mm厚的环形金属板，转子圆盘基板上设置四或八个转子安装固定孔2和转子通轴孔3，在转子圆盘基板圆环形平面敷设约0.5mm厚环氧树脂材料的转子绕组绝缘层4，粘压一层约0.06mm厚的铜箔并采用机刻或蚀刻工艺制成环形平面转子绕组5，转子绕组图形如图2所示，为单相连续绕组。转子绕组平面上粘压一层厚约0.02mm的屏蔽层铝箔6，屏蔽层与转子绕组绝缘层与转子圆盘短路。转子安装固定孔2附近安装耦合变压器转子环形绕组7。定子圆盘基板8采用约10mm厚的环形金属板，定子圆盘基板上设置了四或八个定子安装固定孔9和定子通轴孔10，在定子圆盘基板圆环形平面敷设约0.5mm厚环氧树脂材料的定子绕组绝缘层11，粘压一层约0.06mm厚的铜箔并采用机刻或蚀刻工艺制成环形平面定子绕组12，定子绕组图形如图3所示，为正、余弦两相绕组，两相绕组分段间隔排列，定子通轴孔10附近安装耦合变压器定子环形绕组13。

为了便于安装调试和使用，环形转子圆盘的外径一般小于环形定子圆盘的外径，转子通轴内径一般小于定子通轴内径。圆盘式感应同步器按照定子环形圆盘外径D_P的尺寸，一般有2～15英时各种规格。转子和定子安装间隙0.1mm～0.3mm。转子连续绕组和定子同相同段绕组的每两个相邻的绕组线圈构成一对级，这两个线圈电磁方向相反，每对级电角度2π为一个周期。绕组极对数一般设置180、360、720三种规格，即每个电角度周期分别对应机械角度2°、1°、0.5°，绕组极对数也有选择二进制数的特殊应用。靠近环形圆盘的内圆周一端绕组的极距最小，靠近外圆周一端最大。圆盘式感应同步器的精度等级与绕组的图形面积有关，如果环形圆盘基板的外径越大并具有足够大的环宽度，绕组的图形面积就越大，分度刻线的分辨率和角位置精度就越高，各种规格的综合精度一般为±0.3″～±5″。

通过耦合变压器在转子连续绕组上加交流励磁电压，就会在定子、转子间的气隙中产生交变磁场，在定子两相绕组中产生感应电动势。正弦绕组中的感应电动势有效值，正比于转子绕组与定子绕组之间电角度的正弦值；余弦绕组中的感应电动势有效值，正比于转子绕组与定子绕组之间电角度的余弦值。通过后级的处理电路，可以对转角位置进行细分和精密测量。

在定子两相绕组上分别加正弦交流励磁电压和余弦交流励磁电压，正弦交流励磁电压有效值正比于转子绕组与定子绕组之间电角度的正弦值，余弦交流励磁电压有效值正比于转子绕组与定子绕组之间电角度的余弦值，就会在转子连续绕组中产生感应电动势，其有效值正比于角位置误差的正弦值。通过后级的处理电路，可以对转角位置进行细分和精密测量。

在定子两相绕组上分别加正弦交流励磁电压和余弦交流励磁电压，有效值相等，就会在转子连续绕组中产生感应电动势，该交变信号相对于正弦交流励磁电压的相位差等于转子绕组与定子绕组之间电角度的差。通过后级的处理电路，可以对转角位置进行细分和精密测量。

多对极的圆盘式感应同步器只有增量测量的功能，每一对极的电角度零点都可以用作整个圆周的角度测量零点。绝对零位圆盘式感应同步器是在多对极绕组的基础上增加单对极绕组，实现绝对零位测量功能。在多对极的定、转子环形平面绕组的内侧再刻制单对极的定、转子环形平面螺旋绕组，转子平面上刻制单对极单相连续螺旋绕组，定子平面上刻制单对极正、余弦两相螺旋绕组。单对极绕组用作测角粗读数绕组，每个电角度周期对应机械角度360°。单对极平面螺旋绕组的圈数很少，磁通量很小，信噪比很差，因此对使用条件要求很高。在实际应用中，也有采用圆盘式感应同步器与旋转变压器同轴安装的方式实现绝对零位的功能，但是安装结构十分复杂，长期稳定性难以保证。

圆盘式感应同步器在使用中存在以下五个问题：

第一，定转子的平面刻线绕组在环形平面上展开，绕组匝链的磁通量从圆周到通轴孔逐渐减少，磁通转角分辨率逐渐降低。要保证测试精度和信噪比，就需要足够大的定转子圆盘外径和环形径向尺寸。

第二，测试精度要求越高，定转子圆盘外径越大，在安装轴系上占用的径向空间就越大。例如，测试精度±0.5″的圆盘式感应同步器，一般选择12英时规格，定子轴孔最大Φ140mm，定子外径302mm，转子外径264mm。而在很多应用场合，对轴系的径向尺寸是有限制的。

第三，转子安装在垂直于轴系的平面上，需要配置转接法兰盘，限制了测量轴系的结构，安装使用较不方便。尤其在安装轴径尺寸较小时，通过法兰盘调整转子绕组平面与轴系的垂直度十分困难。

第四，转子环形径向尺寸越大，在轴系上增加的负载转动惯量越大，就会大幅度降低轴系结构的刚度，从而使得轴系的动态性能变差。

第五，绝对零位圆盘式感应同步器的单对极平面螺旋绕组的圈数很少，磁通量小，信噪比差，粗读数精度低，因此对应用电路和使用条件要求很高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种磁通转角分辨率高、占用径向空间小、安装使用方便、轴系动态性能好、粗读数精度高的圆柱式感应同步器。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种圆柱式感应同步器，其特征在于，由转子圆柱体、转子支架、转子轴套、转子绝缘层、转子带形柱面绕组、转子屏蔽层铝箔、耦合变压器转子环形绕组、定子圆柱体、定子安装固定孔、定子绝缘层、定子带形柱面绕组、耦合变压器定子环形绕组组成，在转子轴套和转子圆柱体之间设置转子支架，转子绝缘层、转子带形柱面绕组、转子屏蔽层铝箔依次设置在转子圆柱体外柱面上，定子绝缘层和定子带形柱面绕组依次设置在定子圆柱体内柱面上，在转子圆柱体的一端同轴设置耦合变压器转子环形绕组，定子圆柱体的同一端的对应位置上同轴设置耦合变压器定子环形绕组。

转子带形柱面绕组刻制为多对极连续绕组，每两个相邻的导片构成一个线圈，每两个相邻的线圈构成一对级，这两个线圈的电磁方向相反，每对级的转角τ为一个分度周期，对应2π电角度，其机械角度为：

转子带形柱面绕组的极对数ρ一般设置为180、360、720三种规格，每对级的转角分别对应机械角度2°、1°、0.5°。针对一些特殊的应用，极对数也可以选择二进制数。

定子带形柱面绕组刻制为分段间隔排列的多对极正弦绕组和余弦绕组，在同相同段绕组内，每两个相邻的导片构成一个线圈，每两个相邻的线圈构成一对级，这两个线圈电磁方向相反，每对级电角度2π为一个周期，转角τ与转子绕组相同。同段内相邻的正弦绕组和余弦绕组间隔π/2电角度。各段内两相绕组的导片数相等，导片数一般为偶数，取8～16，各相绕组的跨度角为π电角度。各段的同相绕组用导线依次交叉串连，用以消除定、转子绕组横向导线耦合的干扰环流电势。

为了减小绕组端部耦合的非有效电动势造成的零位误差，将转子带形柱面绕组和定子带形柱面绕组的端部在轴向上错开2mm～4mm的距离。

转子圆柱体的外径D_RO由转子带形柱面绕组的极对数ρ和导片中心距δ决定，即：

$D_{\mathrm{RO}}=\frac{2\·\mathrm{\ρ}\·\mathrm{\δ}}{\mathrm{\π}}---\left(2\right)$

导片中心距δ包含了一个导片的宽度和两个导片的间隙，δ对应半个分度周期，是绕组的基本单位。对于一般的三种规格，极对数为180时，转子圆柱体外径为导片中心距的114.59倍。极对数为360时，转子圆柱体外径为导片中心距的229.18倍。极对数为720时，转子圆柱体外径为导片中心距的458.37倍。定子圆柱体的内径尺寸略大于转子圆柱体的外径尺寸。

转子带形柱面绕组和定子带形柱面绕组的导片宽度均匀相等，导片间隙均匀相等，绕组导片匝链的磁通转角分辨率均匀相等。而圆盘式感应同步器的定转子的平面刻线绕组在环形平面上展开，绕组匝链的磁通量从圆周到通轴孔逐渐减少，磁通转角分辨率逐渐降低，有效分辨率相当于导片径向二分之一附近的分辨率。对于同样的电磁参数，圆柱式感应同步器转子外径一般为圆盘式感应同步器转子外径的70％，转动惯量一般不到圆盘式感应同步器转子的50％，结构刚度比圆盘式感应同步器转子提高一倍以上。

通过电刷或耦合变压器在转子连续绕组上加交流励磁电压，就会在定子、转子间的气隙中产生交变磁场，在定子两相绕组中产生感应电动势。正弦绕组中的感应电动势有效值，正比于转子绕组与定子绕组之间电角度的正弦值；余弦绕组中的感应电动势有效值，正比于转子绕组与定子绕组之间电角度的余弦值。通过后级的处理电路，可以对转角位置进行细分和精密测量。

在定子两相绕组上分别加正弦交流励磁电压和余弦交流励磁电压，正弦交流励磁电压有效值正比于转子绕组与定子绕组之间电角度的正弦值，余弦交流励磁电压有效值正比于转子绕组与定子绕组之间电角度的余弦值，就会在转子连续绕组中产生感应电动势，其有效值正比于角位置误差的正弦值。通过电刷或耦合变压器输出到后级的处理电路，可以对转角位置进行细分和精密测量。

在定子两相绕组上分别加正弦交流励磁电压和余弦交流励磁电压，有效值相等，就会在转子连续绕组中产生感应电动势，该交变信号相对于正弦交流励磁电压的相位差等于转子绕组与定子绕组之间电角度的差。通过电刷或耦合变压器输出到后级的处理电路，可以对转角位置进行细分和精密测量。

圆柱式感应同步器继承了圆盘式感应同步器的基本工作原理，保持了精度高、性能稳定、抗干扰性强、结构简单、耐油污、环境适应性强、易于维护、使用寿命长的一系列优点。

本实用新型的优点为：

1.绕组导片的线宽均匀相等，间距均匀相等，磁通转角分辨率相对较高；

2.对径向尺寸没有特殊要求，占用的径向空间小；

3.转子可以直接套装在轴上，转子空心圆柱体的外径规格可以根据安装需要有较大的选择范围，安装使用方便；

4.转子结构在轴系上增加的负载转动惯量较小，对轴系结构的刚度影响较小，动态性能较好；

5.绝对零位圆柱式感应同步器的单对极绕组，既可采用圈数较多的平面螺旋绕组，又可采用绕线线圈绕组，便于提高单对极绕组的磁通量，提高信噪比，提高粗测精度，有利于保证绝对零位测试功能的可靠性，更易于推广应用。

附图说明

图1为分装结构的圆盘式感应同步器侧示剖面示意图；

图2为圆盘式感应同步器转子连续绕组结构示意图；

图3为圆盘式感应同步器定子两相绕组结构示意图；

图4为分装结构的圆柱式感应同步器侧示剖面示意图；

图5为分装结构的圆柱式感应同步器顶示剖面示意图；

图6为圆柱式感应同步器转子带形柱面绕组展开示意图；

图7为圆柱式感应同步器定子带形柱面绕组展开示意图；

图8为分装结构的绝对零位圆柱式感应同步器侧示剖面示意图；

图9为火炮跟踪系统测角电路方框图。

具体实施方式

以下结合附图，对采用本实用新型的圆柱式感应同步器和绝对零位圆柱式感应同步器的实施例作进一步详细描述。但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构，均应列入本实用新型的保护范围。

实施例1

图4和图5为一个旋转轴机构自动控制系统中的分装结构的圆柱式感应同步器侧示剖面示意图和顶示剖面示意图，所述的圆柱式感应同步器由转子圆柱体14、转子支架15、转子轴套16、转子定位螺孔17、转子通轴孔18、转子绝缘层19、转子带形柱面绕组20、转子屏蔽层铝箔21和耦合变压器转子环形绕组22，定子部分包括定子圆柱体23、定子安装固定孔24、定子绝缘层25、定子带形柱面绕组26和耦合变压器定子环形绕组27。

在转子圆柱体14外柱面上和定子圆柱体23内柱面上，首先敷设约0.5mm厚的环氧树脂绝缘层19和25，然后粘压一层约0.06mm厚的铜箔并制成带形柱面绕组20和26，或者，绕组加工成带形柔性印制电路板，再粘压到转子圆柱体14外柱面上和定子圆柱体23内柱面上的环氧树脂绝缘层上，柔性印制电路板可以制成多层绕组，由此提高磁通量和信噪比。转子圆柱体14外柱面上的转子绕组外面再粘压一层厚约0.02mm的屏蔽层铝箔21，屏蔽层与转子绕组绝缘与转子圆柱体短路。转子圆柱体14和定子圆柱体23之间的安装间隙即转子屏蔽层铝箔21外表面到定子带形柱面绕组26内表面之间的气隙距离为0.2mm～1mm，在转子圆柱体14的一端同轴设置耦合变压器转子环形绕组22，定子圆柱体23的同一端的对应位置上同轴设置耦合变压器定子环形绕组27。

在保证转子结构刚度的前提下，应尽量减小转子轴套16、支架15和定子圆柱体23的厚度尺寸，降低转子的重量，转子轴套16中间设有转子通轴孔18，一侧在圆周方向等间距设置四个定位螺孔17，采用锁紧螺丝调整转子的同轴度和定位，定子圆柱体23一侧在圆周上等间距设置了八个安装固定孔24，用于调整定子同轴度和定位。

转子圆柱体14的外径D_RO由转子带形柱面绕组20的极对数和导片中心距决定。导片中心距包含了一个导片的宽度和两个导片的间隙，导片中心距对应半个分度周期，是绕组的基本单位。对于一般的三种规格，极对数为180时，转子圆柱体外径为导片中心距的114.59倍。极对数为360时，转子圆柱体外径为导片中心距的229.18倍。极对数为720时，转子圆柱体外径为导片中心距的458.37倍。定子圆柱体的内径尺寸略大于转子圆柱体的外径尺寸。转子带形柱面绕组和定子带形柱面绕组的导片宽度均匀相等，导片间距均匀相等，绕组导片匝链的磁通转角分辨率均匀相等。

极对数为180的圆柱式感应同步器，精度为±0.3″，导片中心距最小为0.37mm，转子圆柱体外径最小为Φ42.4mm，转子圆柱体轴向长度最小为23.6mm，整体最小尺寸为Φ53mm×29mm；精度±0.5″极对数为360的圆柱式感应同步器，导片中心距最小为0.75mm，转子圆柱体外径最小为Φ171.9mm，转子圆柱体轴向长度最小为70mm，整体最小尺寸为Φ190mm×75mm；精度±1″极对数为720的圆柱式感应同步器，导片中心距最小为0.42mm，转子圆柱体外径最小为Φ192.5mm，转子圆柱体轴向长度最小为56mm，整体最小尺寸为Φ210mm×61mm。

如图6所示，为圆柱式感应同步器转子带形柱面绕组展开示意图，转子带形柱面绕组20刻为180或360或720对极连续绕组39，每两个相邻的导片构成一个线圈，每两个相邻的线圈构成一对级，这两个线圈的电磁方向相反，每对级的转角τ为一个分度周期，对应2π电角度，每对级的转角τ分别对应机械角度2°、1°、0.5°。

如图7所示，为定子带形柱面绕组展开示意图，定子带形柱面绕组26设有分段间隔排列的多对极正弦绕组40、41、42和余弦绕组43、44、45，各段的同相绕组用导线依次交叉串连，用以消除定、转子绕组横向导线耦合的干扰环流电势。在绕组同段同相内，每两个相邻的导片构成一个线圈，每两个相邻的线圈构成一对级，这两个线圈电磁方向相反，每对极的转角τ与转子绕组相同。同段内相邻的正弦绕组和余弦绕组间隔π/2电角度。各段内两相绕组的导片数相等，导片数一般为偶数，取8～16，各相绕组的跨度角为π电角度，为了减小绕组端部耦合的非有效电动势造成的零位误差，将转子带形柱面绕组20和定子带形柱面绕组26的端部在轴向上错开2mm～4mm的距离。各种规格的分装结构的圆柱式感应同步器的综合精度一般为±0.1″～±3″。

实施例2

图8所示为分装结构的绝对零位圆柱式感应同步器侧示剖面示意图，在圆柱式感应同步器基本结构的基础上设计而成，增加转子圆柱体和定子圆柱体的轴向长度，上半部是原来的360对极绕组部分，下半部加长的是单对极绕组部分，设计为转子和定子两个整体部分。转子结构中包括加长转子圆柱体28、加长转子支架29、加长转子轴套30、转子定位螺孔17、加长转子通轴孔31、转子绝缘层19、转子带形柱面绕组20、转子屏蔽层铝箔21、耦合变压器转子环形绕组22、单对极转子绕组磁极32、单对极转子绕组线圈33、单对极耦合变压器转子环形绕组34，定子结构中包括加长定子圆柱体35、定子安装固定孔24、定子绝缘层25、定子带形柱面绕组26、耦合变压器定子环形绕组27、单对极定子绕组磁极36、单对极定子绕组线圈37、单对极耦合变压器定子环形绕组38。

绝对零位圆柱式感应同步器中的180或360或720对极绕组构成了精测通道，单对极绕组构成了粗测通道，具有绝对零位测量功能。由于采用了整体转子和整体定子的结构方案，可以保证粗精耦合的可靠性和长期稳定性，而且结构简单便于安装使用。

转子带形柱面绕组20或单对极转子绕组线圈33可以通过电刷连接到基座电连接器，也可以通过耦合变压器连接。电刷连接方式一般在转子上设置导电环，定子上设置电刷，成本较低，但使用寿命较低。耦合变压器连接方式在转子和定子上安装导磁环和线圈构成的转子绕组和定子绕组，耦合变压器转子环形绕组22或单对极耦合变压器转子环形绕组34连接转子带形柱面绕组20或单对极转子绕组线圈33，耦合变压器定子环形绕组27或单对极耦合变压器定子环形绕组38连接到基座电连接器，使用寿命长，但成本较高。圆柱式感应同步器和绝对零位圆柱式感应同步器有组装式结构和分装式结构，可以根据使用需要选择。

图9所示为火炮跟踪系统测角电路方框图，其中角位置发送机安装在指挥雷达的方位轴系上，角位置接收机安装在火炮方位轴系上，角位置发送机和角位置接收机均采用本实施例图8所示绝对零位圆柱式感应同步器，A-RT1和B-RT1为360对极绕组，A-RT2和B-RT2为单对绕组。

励磁功率放大器输出两组幅值和频率固定的交流励磁电压，其中励磁电压u_E1(t)＝U_E1·sinω₁t通过耦合变压器定子环形绕组和耦合变压器转子环形绕组加在发送机A-RT1转子连续绕组上，励磁电压u_E2(t)＝U_E2·sinω₂t通过单对极耦合变压器定子环形绕组和单对极耦合变压器转子环形绕组加在发送机A-RT2转子连续绕组上。当指挥雷达方位轴的角位置为α，A-RT1定子两相绕组中产生感应电动势：

${\mathrm{es}}_1\left(t\right)=E_{1A}\·\sin {\mathrm{\ω}}_{1}t\·\sin \frac{2\mathrm{\π}\·{\mathrm{\ρ}}_1\·\mathrm{\α}}{360}$

${\mathrm{ec}}_1\left(t\right)=E_{1A}\·\sin {\mathrm{\ω}}_{1}t\·\cos \frac{2\mathrm{\π}\·{\mathrm{\ρ}}_1\·\mathrm{\α}}{360}---\left(3\right)$

其中，ρ₁＝360。两相信号分别经过隔离放大后加在接收机的360对极绕组B-RT1的两相绕组上。

单对极绕组A-RT2定子两相绕组中产生感应电动势：

${\mathrm{es}}_2\left(t\right)=E_{2A}\·\sin {\mathrm{\ω}}_{2}t\·\sin \frac{2\mathrm{\π}\·{\mathrm{\ρ}}_2\·\mathrm{\α}}{360}$

${\mathrm{ec}}_2\left(t\right)=E_{2A}\·\sin {\mathrm{\ω}}_{2}t\·\cos \frac{2\mathrm{\π}\·{\mathrm{\ρ}}_2\·\mathrm{\α}}{360}---\left(4\right)$

其中，ρ₂＝1。两相信号分别经过隔离放大后加在接收机的单对极绕组B-RT2的两相绕组上。

假设火炮方位轴的瞬时角位置为β，接收机的360对极绕组B-RT1转子连续绕组中产生感应电动势，通过耦合变压器定子环形绕组和耦合变压器转子环形绕组输出：

${\mathrm{ee}}_{1B}\left(t\right)=E_{1B}\·\sin {\mathrm{\ω}}_{1}t\·\sin \frac{2\mathrm{\π}\·{\mathrm{\ρ}}_1(\mathrm{\α}-\mathrm{\β})}{360}---\left(5\right)$

接收机的单对极绕组B-RT2转子连续绕组中产生感应电动势，通过单对极耦合变压器定子环形绕组和单对极耦合变压器转子环形绕组输出：

${\mathrm{ee}}_{2B}\left(t\right)=E_{2B}\·\sin {\mathrm{\ω}}_{2}t\·\sin \frac{2\mathrm{\π}\·{\mathrm{\ρ}}_2(\mathrm{\α}-\mathrm{\β})}{360}---\left(6\right)$

接收机输出的B-RT1和B-RT2电动势经过角位置误差放大器分别进行隔离放大和采样解调后，变换为直流信号：

${\mathrm{ee}}_{1B}=E_{1B}\·\sin \frac{2\mathrm{\π}\·{\mathrm{\ρ}}_1(\mathrm{\α}-\mathrm{\β})}{360}---\left(7\right)$

${\mathrm{ee}}_{2B}=E_{2B}\·\sin \frac{2\mathrm{\π}\·{\mathrm{\ρ}}_2(\mathrm{\α}-\mathrm{\β})}{360}---\left(8\right)$

当指挥雷达方位轴和火炮方位轴的角位置误差较大时，即α-β≥0.5°或α-β≤-0.5°，精测通道不能有效地反映角位置误差，火炮跟踪系统以粗测通道输出值ee_2B作为误差输入进行粗测控制，火炮方位轴在电机驱动下不断减小角位置误差。当角位置误差进入-0.5＜α-β＜0.5°范围时，火炮跟踪系统以精测通道输出值ee_1B作为误差输入进行精密控制，火炮方位轴在电机驱动下实现对指挥雷达方位轴的精密跟踪。

Claims (7)

1.一种圆柱式感应同步器，其特征在于，由转子圆柱体(14)、转子支架(15)、转子轴套(16)、转子绝缘层(19)、转子带形柱面绕组(20)、转子屏蔽层铝箔(21)和耦合变压器转子环形绕组(22)、定子圆柱体(23)、定子安装固定孔(24)、定子绝缘层(25)、定子带形柱面绕组(26)和耦合变压器定子环形绕组(27)组成，在转子轴套(16)和转子圆柱体(14)之间设置转子支架(15)，转子绝缘层(19)、转子带形柱面绕组(20)、和转子屏蔽层铝箔(21)依次设置在转子圆柱体(14)外柱面上，定子绝缘层(25)和定子带形柱面绕组(26)依次设置在定子圆柱体(23)内柱面上，在转子圆柱体(14)的一端同轴设置耦合变压器转子环形绕组(22)，定子圆柱体(23)的同一端的对应位置上同轴设置耦合变压器定子环形绕组(27)。

2.根据权利要求1所述的圆柱式感应同步器，其特征在于，转子带形柱面绕组(20)设有180或360或720对极连续绕组(39)，每两个相邻的导片构成一个线圈，每两个相邻线圈构成一对级，这两个线圈的电磁方向相反，每对级的转角τ为一个分度周期，对应2π电角度，每对级的转角τ分别对应机械角度2°、1°、0.5°。

3.根据权利要求1所述的圆柱式感应同步器，其特征在于，定子带形柱面绕组(26)设有分段间隔排列的正弦绕组(40、41、42)和余弦绕组(43、44、45)，各段的同相绕组通过导线依次交叉串连，在绕组同段同相内，每两个相邻的导片构成一个线圈，每两个相邻的线圈构成一对级，每对极的转角τ与转子绕组相同，同段内相邻的正弦绕组和余弦绕组间隔π/2电角度，各段内两相绕组的导片数相等，导片数一般为偶数，取8～16，各相绕组的跨度角为π电角度，所述的转子带形柱面绕组(20)和定子带形柱面绕组(26)的端部在轴向上错开2mm～4mm。

4.根据权利要求2所述的圆柱式感应同步器，其特征在于，对极连续绕组(39)极对数为180时，转子圆柱体(14)的外径D_RO为导片中心距的114.59倍，极对数为360时，转子圆柱体(14)的外径D_RO为导片中心距的229.18倍，极对数为720时，转子圆柱体(14)的外径D_RO为导片中心距的458.37倍。

5.根据权利要求3所述的圆柱式感应同步器，其特征在于，极对数为180的圆柱式感应同步器，精度为±0.3″，导片中心距最小为0.37mm，转子圆柱体外径最小为Φ42.4mm，转子圆柱体轴向长度最小为23.6mm，整体最小尺寸为Φ53mm×29mm；精度±0.5″极对数为360的圆柱式感应同步器，导片中心距最小为0.75mm，转子圆柱体外径最小为Φ171.9mm，转子圆柱体轴向长度最小为70mm，整体最小尺寸为Φ190mm×75mm；精度±1″极对数为720的圆柱式感应同步器，导片中心距最小为0.42mm，转子圆柱体外径最小为Φ192.5mm，转子圆柱体轴向长度最小为56mm，整体最小尺寸为Φ210mm×61mm。

6.根据权利要求1所述的一种圆柱式感应同步器，其特征在于，在加长转子圆柱体(28)加长的位置上设置单对极转子绕组磁极(32)、单对极转子绕组线圈(33)和单对极耦合变压器转子环形绕组(34)，在加长定子圆柱体(35)加长的位置上设置单对极定子绕组磁极(36)、单对极定子绕组线圈(37)和单对极耦合变压器定子环形绕组(38)，或者，增加转子圆柱体和定子圆柱体以及两侧绝缘层的轴向长度，在加长转子圆柱体(28)的加长位置上设置单对极螺旋刻线转子绕组和单对极耦合变压器转子环形绕组(34)，在加长定子圆柱体(35)的加长位置上设置单对极螺旋刻线定子绕组和单对极耦合变压器定子环形绕组(38)。

7.根据权利要求6所述的一种圆柱式感应同步器，其特征在于，精度±0.3″极对数为180的圆柱式感应同步器，整体最小尺寸为Φ53mm×60mm；精度±0.5″极对数为360的圆柱式感应同步器，整体最小尺寸为Φ190mm×106mm；精度±1″极对数为720的圆柱式感应同步器，整体最小尺寸为Φ210mm×92mm。

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