[发明专利]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

权利要求书

1.一种压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器，包括定子(2)、转子(1)、励磁绕组(8)、粗机正弦信号绕组(4)、粗机余弦信号绕组(5)、精机正弦信号绕组(6)及精机余弦信号绕组(7)，定子(2)为圆筒形状；其特征是：定子(2)与转子(1)之间具有不相等的气隙(3)，定子(2)的内表面沿轴向加工有2NP个定子槽(10)和2NP个定子齿(11)，2NP个定子槽(10)沿定子(2)的内表面圆周均布设置，相邻两个定子槽(10)之间为所述的定子齿(11)；其中，N为自然数，N的取值范围为2～15，P为转子(1)极对数；励磁绕组(8)安放在2NP个定子槽(10)中，且逐个定子槽(10)反向串联，励磁绕组(8)分布于各定子槽(10)中的匝数相等；粗机正弦信号绕组(4)与粗机余弦信号绕组(5)以单层绕线方式交替地缠绕于定子齿(11)上且位于同一层；精机正弦信号绕组(6)与精机余弦信号绕组(7)以单层绕线方式交替地缠绕于定子齿(11)上且位于同一层；粗机正弦信号绕组(4)和粗机余弦信号绕组(5)与精机正弦信号绕组(6)和精机余弦信号绕组(7)分两层设置。

2.根据权利要求1所述的压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器，其特征是：所述的转子(1)为径向凸极结构，径向凸极结构是一对极的正弦波形与P对极的正弦波形沿转子(1)轴向叠加的合成结构。

3.根据权利要求1所述的压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器，其特征是：所述的定子(2)为由数个硅钢片叠压成的圆筒形状的铁心。

4.根据权利要求1或2或3所述的压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器，其特征是：所述的粗机正弦信号绕组(4)的总匝数与粗机余弦信号绕组(5)总匝数相等；精机正弦信号绕组(6)的总匝数与精机余弦信号绕组(7)的总匝数相等。

5.一种权利要求4所述的压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器信号绕组绕线方法，其特征是：所述的方法包括下述步骤：

步骤一、任意选取一个过定子(2)的轴线且不与定子齿(11)相交的平面一(9)，并以该平面一(9)为基准，沿顺时针方向将2NP个定子齿(11)按照精机正弦相(E)与精机余弦相(F)交替地分成两套NP个定子齿(11)，再根据绕线方式将每相信号绕组的NP个定子齿(11)均分为P部分；

步骤二、对于精机正弦信号绕组(6)而言，从平面一(9)开始沿顺时针方向将第一部分的N个定子齿(11)分为两组；当N为偶数时，在第一组个定子齿(11)上沿逆时针方向绕线，在第二组个定子齿(11)上沿顺时针方向绕线；当N为奇数时，在第一组个定子齿(11)上沿逆时针方向绕线，在第二组个定子齿(11)上沿顺时针方向绕线；精机余弦信号绕组(7)绕线方式与精机正弦信号绕组(6)相同，相位上相差90°电角度，其他的P-1部分定子齿(11)的绕线方式与上述的N为偶数时以及N为奇数时的绕线方式相同；

步骤三、再任意选取一个过定子(2)的轴线且不与定子齿(11)相交的平面二(12)，并以该平面二(12)为基准，沿顺时针方向将2NP个定子齿(11)按照粗机正弦相(M)与粗机余弦相(G)交替地分成两套NP个定子齿(11)，再根据绕线方式将每相信号绕组的NP个定子齿(11)均分为P部分；

步骤四、对于粗机正弦信号绕组(4)而言，从平面二(12)开始沿顺时针方向将第一部分的N个定子齿(11)分为两组；当N为偶数时，在第一组NP个定子齿(11)上沿逆时针方向绕线，在第二组NP个定子齿(11)上沿顺时针方向绕线；当N为奇数时，在第一组NP个定子齿(11)上沿逆时针方向绕线，在第二组NP个定子齿(11)上沿顺时针方向绕线；粗机余弦信号绕组(5)绕线方式与粗机正弦信号绕组(4)相同，相位上相差90°电角度，其他的P-1部分定子齿(11)的绕线方式与上述的N为偶数时以及N为奇数时的绕线方式相同。

6.根据权利要求5所述的压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器信号绕组绕线方法，其特征是：

粗机正弦信号绕组(4)的匝数表示为

W1=Q1·sin(A1π2NP)]]>

粗机余弦信号绕组(5)的匝数表示为

W2=Q2·sin(A2π2NP-π2)]]>

精机正弦信号绕组(6)的匝数表示为

W3=Q3·sin(A3π2N)]]>

精机余弦信号绕组(7)的匝数表示为

W4=Q4·sin(A4π2N-π2P)]]>

式中，W₁、W₂、W₃、W₄分别为一个定子齿(11)上粗机正弦信号绕组(4)、粗机余弦信号绕组(5)、精机正弦信号绕组(6)、精机余弦信号绕组(7)的匝数，W₁、W₂、W₃、W₄的值需要取整；W₁、W₂、W₃、W₄为负值时表示反向绕线；Q₁、Q₂、Q₃、Q₄分别为预取粗机正弦信号绕组(4)、粗机余弦信号绕组(5)、精机正弦信号绕组(6)、精机余弦信号绕组(7)匝数的幅值，Q₁、Q₂、Q₃、Q₄的单位为匝；A₁、A₂分别为粗机正弦信号绕组(4)和粗机余弦信号绕组(5)中距平面二(12)的定子齿(11)个数；A₃、A₄分别为精机正弦信号绕组(4)和精机余弦信号绕组(5)中距平面一(9)的定子齿(11)个数；A₁与A₂的取值范围均为0～2NP，A₃与A₄的取值范围均为0～2N。