CN213151872U - 一种高精度自整角机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度自整角机，主要包括定子和转子，所述转子安装在定子的内孔中，所述定子和转子同心同轴，所述定子的铁心内嵌入有输入绕组，所述转子的铁心内嵌入有输出绕组，本实用新型通过定子和转子的结构改进以及调整基准电气零位位置，使本实用新型的产品精度和优良品率大大提高，本实用新型不依赖外界加工条件，在加工精度不变的情况下，通过对定子椭圆及其效应的削弱，消除了电气误差的主要分量，以及对基准电气零位的调整，使得产品的单峰值误差有效减少，整体上较大程度的提高了自整角机的电气精度，可使批量生产高精度产品的愿望成为现实。

Description

一种高精度自整角机

技术领域

本实用新型属于自整角机技术领域，具体属于一种高精度自整角机。

背景技术

理想状态下，自整角机发送机三相线间感应电势与转子转角α的关系为：

(1)式中：E为整步绕组中最大线间感应电势的有效值。

实际上，由于设计、工艺和材料的限制，自整角机内部的电磁关系不可能完全满足上述关系式。转子实际转角与理论转角是有差异的，其差值就是电气误差。理论上，当发送机激磁后，从基准电气零位开始，转子每转过60°，输出绕组必有一线间电势为零(图1)。实际电气零位与理论电气零位不重合，致使零位输出电压不为零。自整角机作为信号检测元件最重要的指标即精度，也就是电气误差和零位电压的大小，精度的好坏直接影响系统的整机性能。

自整角机的误差是由多种因素(误差源)决定的。谐波分析的方法是研究自整角机多种误差源的主要手段。研究中可以根据谐波分析的结果，识别误差源，估算误差源的畸变程度，进而采取相应的抑制措施。根据谐波理论分析和生产实践表明：自整角机的误差来源于设计限制和制造缺陷，并且由制造缺陷引起的低次谐波误差在电气误差中占主要地位。在各种制造缺陷中，尤以定子内孔引起的气隙不均匀对精度的影响最为严重，由此产生的误差高达误差总量的60～90％。仅就电气误差而言，传统设计如欲达到3′的高精度，对φ28机座以下的产品必须保证定子内孔的圆柱度≤0.001mm，这是相当困难的，国内电机的合格率最多只能达到10％左右，既使在西方发达国家也需要特殊订货。

目前，国内外高精度自整角发送机基本上是沿着高圆柱度气隙(或高圆柱度内孔)这一设计思路研制开发的，其水平高低主要取决于加工工艺及设备的优劣，我国与国际先进水平的差距也恰恰在此。同时，片面追求高圆柱度内孔，不仅增加设备投资及制造成本，而且这种依靠超高加工精度生产的产品，元件精度的稳定性差，易受外界环境因素影响，难以批量供货，这已为近十年来众多厂商的生产实践所证实。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种高精度自整角机，解决目前高精度的自整角机的生产要求较高和高精度的自整角机的制造成本较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高精度自整角机，包括定子和转子，所述转子安装在定子内孔中，所述定子和转子同心同轴，所述定子铁心内嵌入有输入绕组，所述转子铁心内嵌入有输出绕组。

进一步的，所述输出绕组采用三相输出绕组。

进一步的，所述输出绕组上的激磁方接线端口分为R1和R2，R1的接线端口和R2的接线端口互换，所述输出绕组上设置有输出引线接线端口S1、S2和S3，S1接S3，S2接S1，S3接S2。

进一步的，所述输出绕组上设置有输出引线接线端口S1、S2和S3，所述S1接S2，S2接S3，S3接S1。

进一步的，所述输出绕组上的激磁方接线端口分为R1和R2，R1的接线端口和R2的接线端口互换。

进一步的，所述输出绕组上设置有输出引线接线端口S1、S2和S3，S1接S3，S2接S1，S3接S2。

进一步的，所述输出绕组上的激磁方接线端口分为R1和R2，R1的接线端口和R2的接线端口互换，所述输出绕组上设置有输出引线S1、S2和S3，S1接S2，S2接S3，S3接S1。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型提供一种高精度自整角机，通过将定子内嵌入输入绕组，形成励磁磁场以及在转子内嵌入输出绕组，产生感应电势输出电信号，通过输入方和输出方在结构设计上的调整，从而将自整角机的运行方式由传统的旋转磁极式改为旋转电枢式，此种运行方式下，可通过加工转子外圆提高输出方的铁心圆度，转子外圆加工工艺精度更高，可加工至接近理想圆形，即圆柱度≤0.001mm，而且如此设计后自整角机的精度对此时的输入端定子内孔的椭圆和偏心不敏感，因此通过运行方式的调整，消除了误差的主要分量，使得自整角机的精度和优良品率均会大大提高，不需要依赖外界加工条件，在加工精度不变的情况下，通过对自整角机运行方式的调整，对其输出端椭圆及其效应的削弱，消除电气误差的主要分量。

进一步的，本实用新型还能够减少自整角机单峰值误差，通过调整自整角机基准电气零位位置进行，理论上，只需改变定子在壳体内的位置，可将零位调至360°内的任一点，若基准电气零位只在三相的零位(六个)位置进行调整，则只要调换定、转子引线接口即可，本实用新型中转子内的三相输出绕组上的输出方进行三相接线移位换接，而且还将激磁方R1和R2进行互换，在自整角机的正负误差相差悬殊时，能够有效减少其单峰值误差。

本实用新型通过定子和转子的结构改进以及调整基准电气零位位置，使本实用新型的产品精度和优良品率大大提高，本实用新型不依赖外界加工条件，在加工精度不变的情况下，通过对定子椭圆及其效应的削弱，消除了电气误差的主要分量，以及对基准电气零位的调整，使得产品的单峰值误差有效减少，整体上较大程度的提高了自整角机的电气精度，可使批量生产高精度产品的愿望成为现实，28机座一下产品合格率由10％左右提高到了40％～50％，产品合格率大幅度提高。

附图说明

图1为理想状态下自整角机输出电压波形图；

图2为传统自整角机的结构示意图；

图3为本实用新型的自整角机的结构示意图；

图4为传统自整角机的零位误差曲线图；

图5为本实用新型的零位调整到240°位置情况下的误差曲线图；

图6为本实用新型电气零位换线示意图；

图7为本实用新型电气零位换线表；

附图中：1-定子，2-转子，a为零位旋转角度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

本实用新型提供一种高精度自整角机，主要结构包括定子1和转子2，所述转子2安装在定子1的内孔中，定子1和转子2同心同轴，所述定子1的铁心内嵌入有输入绕组，所述转子2的铁心内嵌入有输出绕组。

具体的，将自整角机的运行方式由传统的旋转磁极式改为旋转电枢式，即更改信号输入、输出方。传统的自整角机的运行方式如图2所示，输入在凸极转子上，定子1为输出端，本实用新型的改进如图3所示，图中定子1为输入端，转子2为输出端。运行方式更改，定子铁心内嵌入输入绕组，形成励磁磁场；转子铁心嵌入三相输出绕组，产生感应电势输出电信号；本实用新型改进的自整角机，其运行方式由传统的旋转磁极式改为旋转电枢式，其转子外圆可在现有加工水平下，加工至接近理想圆形(圆柱度≤0.001mm)，精度对输入方即更改后的定子内孔的椭圆和偏心不敏感，从而消除了误差的主要分量，故精度及优良品率均大大提高；其中，定子的电磁方案根据励磁方的设计方案进行，包括冲片结构、极槽数设计和绕组形式的设计等。

在本实施例中，自整角机的基准电气零位进行了调整，而自整角机的基准电气零位取决于定子和转子绕组的相对位置，理论上只需要改变定子在壳体内的位置即可将零位调至360°内任一点，本实用新型不需要对结构做过大的改进；若基准电气零位只在原六个电气零位间调整，即图1所示的理想状态下自整角机输出电压波形图中的六个电气零位，则只需要调换输入端和输出端的接线端口即可；具体的，根据图4所示的自整角机的零位误差曲线进行调整，则需将激磁方R1和R2的接线端口进行互换，并将输出方三相输出引线的接线端口进行移位换接；

实施例1：

如图6和图7所示，当需要将自整角机的零位移动60°时，则需要先将激磁方R1和R2进行互换，再将三相输出绕组上的输出引线S1、S2和S3进行移位换接，移位换接的方式为S1接S1接S3，S2接S1，S3接S2；如此接线后，则自整角机零位位置将旋转60°。

实施例2：

如图6和图7所示，当需要将自整角机的零位移动120°时，则只需将三相输出绕组上的输出引线S1、S2和S3进行移位换接，移位换接的方式为所述S1接S2，S2接S3，S3接S1，如此接线后，则自整角机零位位置将旋转120°。

实施例3：

如图6和图7所示，当需要将自整角机的零位移动180°时，则只需将激磁方R1和R2进行互换即可，即自整角机零位位置将旋转180°。

实施例4：

如图6和图7所示，当需要将自整角机的零位移动240°时，则只需将三相输出绕组上的输出引线S1、S2和S3进行移位换接，移位换接的方式为S1接S3，S2接S1，S3接S2，如此接线后，则自整角机零位位置将旋转240°，如图5所示，将零位从图4中的0点移至图5中的0′点(240°处)，则其单峰值误差减少为原值的50％左右。

实施例5：

如图6和图7所示，当需要将自整角机的零位移动300°时，则需要先将激磁方R1和R2进行互换，再将三相输出绕组上的输出引线S1、S2和S3进行移位换接，移位换接的方式为S1接S2，S2接S3，S3接S1，如此接线后，则自整角机零位位置将旋转300°。

本实用新型通过对自整角机运行方式的创新及基准电气零位的调整，为提高自整角机的精度提供了新的设计思路。该技术不依赖外界加工条件，在加工精度不变的情况下，通过对原定子输出端椭圆及其效应的削弱，消除了电气误差的主要分量；以及对基准电气零位的调整，使得产品单峰值误差有效减少，整体上较大程度的提高了自整角机的电气精度,可使产品批量一致性大大提高，生产高精度产品的愿望成为现实，28机座以下产品合格率由10％左右提高到40～50％，产品合格率大幅度提高。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种高精度自整角机，其特征在于，包括定子(1)和转子(2)，所述转子(2)安装在定子(1)的内孔中，所述定子(1)和转子(2)同心同轴，所述定子(1)的铁心内嵌入有输入绕组，所述转子(2)的铁心内嵌入有输出绕组。

2.根据权利要求1所述的一种高精度自整角机，其特征在于，所述输出绕组采用三相输出绕组。

3.根据权利要求2所述的一种高精度自整角机，其特征在于，所述输出绕组上的激磁方接线端口分为R1和R2，R1的接线端口和R2的接线端口互换，所述输出绕组上设置有输出引线接线端口S1、S2和S3，S1接S3，S2接S1，S3接S2。

4.根据权利要求2所述的一种高精度自整角机，其特征在于，所述输出绕组上设置有输出引线接线端口S1、S2和S3，所述S1接S2，S2接S3，S3接S1。

5.根据权利要求2所述的一种高精度自整角机，其特征在于，所述输出绕组上的激磁方接线端口分为R1和R2，R1的接线端口和R2的接线端口互换。

6.根据权利要求2所述的一种高精度自整角机，其特征在于，所述输出绕组上设置有输出引线接线端口S1、S2和S3，S1接S3，S2接S1，S3接S2。

7.根据权利要求2所述的一种高精度自整角机，其特征在于，所述输出绕组上的激磁方接线端口分为R1和R2，R1的接线端口和R2的接线端口互换，所述输出绕组上设置有输出引线S1、S2和S3，S1接S2，S2接S3，S3接S1。

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