[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种粗精耦合径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法，属于变压器技术领域。

背景技术

传统的旋转变压器有接触式旋转变压器、带耦合变压器的旋转变压器、游标式旋转变压器等几种，尽管逐渐地实现了无刷化，但结构仍比较复杂，误差较大，不利于高精度测量。现在广泛应用的磁阻式旋转变压器采用径向的磁路结构，励磁和信号绕组均放置在定子齿上，转子采用凸极结构，具有高可靠性的特点。但是，现有的径向磁阻式旋转变压器不仅精度相对较低，而且体积随极对数的增加也有显著增大。应用于电动汽车、航空及航天等领域受到了限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种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，以解决现有的径向磁阻式旋转变压器精度低，体积随极对数的增加而增大，应用领域受限的问题。

实现上述目的，采取的技术方案如下：

本发明的压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器，包括定子、转子、励磁绕组、粗机正弦信号绕组、粗机余弦信号绕组、精机正弦信号绕组及精机余弦信号绕组，定子为圆筒形状；定子与转子之间具有不相等的气隙，定子的内表面沿轴向加工有2NP个定子槽和2NP个定子齿，2NP个定子槽沿定子的内表面圆周均布设置，相邻两个定子槽之间为所述的定子齿；其中，N为自然数，N的取值范围为2～15，P为转子极对数；励磁绕组安放在2NP个定子槽中，且逐个定子槽反向串联，励磁绕组分布于各定子槽中的匝数相等；粗机正弦信号绕组与粗机余弦信号绕组以单层绕线方式交替地缠绕于定子齿上且位于同一层；精机正弦信号绕组与精机余弦信号绕组以单层绕线方式交替地缠绕于定子齿上且位于同一层；粗机正弦信号绕组和粗机余弦信号绕组与精机正弦信号绕组和精机余弦信号绕组分两层设置。

本发明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，所述的方法包括下述步骤：

步骤一、任意选取一个过定子的轴线且不与定子齿相交的平面一，并以该平面一为基准，沿顺时针方向将2NP个定子齿按照精机正弦相与精机余弦相交替地分成两套NP个定子齿，再根据绕线方式将每相信号绕组的NP个定子齿均分为P部分；

步骤二、对于精机正弦信号绕组而言，从平面一开始沿顺时针方向将第一部分的N个定子齿分为两组；当N为偶数时，在第一组个定子齿上沿逆时针方向绕线，在第二组个定子齿上沿顺时针方向绕线；当N为奇数时，在第一组个定子齿上沿逆时针方向绕线，在第二组个定子齿上沿顺时针方向绕线；精机余弦信号绕组绕线方式与精机正弦信号绕组相同，相位上相差90°电角度，其他的P-1部分定子齿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的轴线且不与定子齿相交的平面二，并以该平面二为基准，沿顺时针方向将2NP个定子齿按照粗机正弦相与粗机余弦相交替地分成两套NP个定子齿，再根据绕线方式将每相信号绕组的NP个定子齿均分为P部分；

步骤四、对于粗机正弦信号绕组而言，从平面二开始沿顺时针方向将第一部分的N个定子齿分为两组；当N为偶数时，在第一组NP个定子齿上沿逆时针方向绕线，在第二组NP个定子齿上沿顺时针方向绕线；当N为奇数时，在第一组NP个定子齿上沿逆时针方向绕线，在第二组NP个定子齿上沿顺时针方向绕线；粗机余弦信号绕组绕线方式与粗机正弦信号绕组相同，相位上相差90°电角度，其他的部分定子齿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。

本发明具有以下有益效果：

1、粗机正、余弦信号绕组与精机正、余弦信号绕组分两层设置于定子齿上，粗机正、余弦信号绕组交替的分布于同一层，精机正、余弦信号绕组交替的分布于另一层。这种特殊的信号绕组绕线方式可以有效地节省空间与材料，更加适合应用于狭小空间。

2、本发明的压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器具有高精度，小体积的特点，不但机械强度好、使用安全，而且无需采用补偿绕组或斜齿，结构紧凑、形式简单、加工方便，因此适用范围广、领域宽，可应用于电动汽车、航空及航天等多种领域。

3、本发明的方法可以有效地降低谐波误差含量，从而在已有的磁阻式旋转变压器基础上提高测量精度。

附图说明

图1为压缩式粗精耦合径向磁路旋转变压器的结构示意图；