[实用新型]旋转变压器

说明书

本实用新型提出了一种旋转变压器，包括：定子，包括定子铁芯以及绕设在定子铁芯上的输入绕组与输出绕组，定子铁芯的内侧壁上开设多个定子槽，多个定子槽沿周向分布，并分别使定子铁芯的两个端面导通，使任意两个相邻的定子槽之间形成定子齿，以分别绕设输入绕组与输出绕组；转子，包括转子铁芯；其中，定子铁芯的内侧壁与转子铁芯的外侧壁之间限定出空气间隙，在转子旋转时，空气间隙的长度δ沿周向与转子的机械转角θ满足包含三次谐波分量的正弦函数关系，并根据函数关系执行周期性改变，以限定出转子铁芯的外形。通过本实用新型的技术方案，在相同最大和最小气隙的情况下，能够提高旋转变压器的输出信号幅值和位置测量精度。

技术领域

本实用新型涉及变压器领域，具体而言，涉及一种旋转变压器。

背景技术

旋转变压器是一种电磁式传感器，又称同步分解器，用于测量旋转物体的转轴角位移和角速度，由定子和转子组成，其中，定子绕组作为变压器的圆边，接受励磁电压，转子绕组作为变压器的副边，通过电磁耦合得到感应电压，而由于选择变压器的原边、副边绕组随转子的角位移发生相对位置的变化，因而其输出电压的大小随转子的角位移而发生变化，输出绕组的电压幅值与转子转角呈正弦、余弦函数关系。

凸极式旋转变压器由于制作简单、稳定性高、耐温性好而广泛应用在安全性能要求高的场合，如汽车电机。相关技术中，如图1所示，凸极式旋转变压器的凸极转子通常采用正弦分布的转子外形，但存在以下缺陷：

转子误差大、旋转变压器的位置精度不高。

实用新型内容

为了解决上述技术问题至少之一，本实用新型的一个目的在于提供一种旋转变压器。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提出了一种旋转变压器，包括：定子，包括定子铁芯以及绕设在定子铁芯上的输入绕组与输出绕组，定子铁芯的内侧壁上开设多个定子槽，多个定子槽沿周向分布，并分别使定子铁芯的两个端面导通，使任意两个相邻的定子槽之间形成定子齿，以分别绕设输入绕组与输出绕组；转子，包括转子铁芯，转子铁芯套设在定子铁芯内；其中，定子铁芯的内侧壁与转子铁芯的外侧壁之间限定出空气间隙，在转子旋转时，空气间隙的长度δ沿周向与转子的机械转角θ满足包含三次谐波分量的正弦函数关系，并根据函数关系执行周期性改变，以限定出转子铁芯的外形。

在该技术方案中，旋转变压器为磁阻式旋转变压器，将输入绕组与输出绕组(包括正弦绕组与余弦绕组)根据指定的绕线方式绕设在定子铁芯的定子齿上，以通过输入绕组实现定子激励，通过输出绕组输出变化的电势信号，通过将空气间隙的长度δ(即气隙长度)设置为沿周向与转子的机械转角θ满足包含三次谐波分量的正弦函数关系，以实现向旋转变压器的空气间隙注入三次谐波，以削弱输出端输出电势的三次谐波，从而能够降低磁阻式旋转变压器的测量误差，以提高旋转变压器的位置测量精度。

由于旋转变压器在结构上保证了在转子旋转一周时，空气间隙内的磁通分布符合正弦规律，通过将转子形状做特殊设计，使得气隙磁场近似于正弦形，同时通过改进转子形状，实现注入三次正弦分量，相对于现有技术中的正弦形，通过注入三次正弦分量，能够减小最大气隙长度与最小气隙长度之间的差值，在实现降低测量过程中的三次谐波干扰的同时，仍能够相同的输出电势。

根据上述描述，本领域的技术人员还能够理解的是，采用本申请中的转子结构，在最大气隙长度与最小气隙长度之间的差值减小的情况下，在定子齿数量不变，且绕组匝数不变的前提下，输出的电势与采用现有技术中的转子结构输出的电势相同，从而在采用本申请中的转子结构的同时，不减小最大气隙长度与最小气隙长度之间的差值，在提高转子位置检测精度的同时，还可以达到提高输出电势的目的，从而能够提升旋转变压器的运行效率。

另外，为了生成较大的输出信号，现有技术中的变压器转子通过增加最大气隙和最小气隙之间差值来实现，从而导致转子外形尺寸变化率大，对于转子机械加工精度要求较高，根据本申请的技术方案的转子，通过注入三次谐波，还能够降低转子加工难度。