[发明专利]一种定子永磁式旋转变压器

说明书

本发明提出的一种定子永磁式旋转变压器，定子铁心上安装有永磁体，相邻永磁体的磁化方向相反；转子铁心外侧设有转子凸极，每一个转子凸极在垂直于转轴的平面上的投影均为朝向定子铁心凸起的弧线。本发明中，当转子高速运动时，不需要向励磁绕组输入高频信号，便可根据正弦反馈绕组和余弦反馈绕组获得的空载反电势信号测量转子位置，功耗低，而且解码简单。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种定子永磁式旋转变压器。

背景技术

旋转变压器作为一种测量角度用的小型交流电动机，在电磁领域的应用非常普遍。

现有技术中，最常用的旋转变压器是磁阻式旋转变压器。常用的磁阻式旋转变压器由定子和转子组成，转子铁心穿插在多个定子齿围合形成的中心孔内，或者转子铁心内部设有轴向孔，定子穿插在所述轴向孔内。定子齿位于转子铁心和定子铁心之间并且与转子铁心之间形成气隙。

现有技术中，磁阻式旋转变压器通过在绕组中注入高频电压信号，以气隙磁阻调制而获得含有位置信息的反馈电信号，从而测量转子位置。然而这种方案在高速情况下需要极高频率的信号注入，并且需要极高性能的信号解码处理器，成本过高，不适合工程应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种定子永磁式旋转变压器。

本发明提出的一种定子永磁式旋转变压器，转子铁心上设有多个沿着转轴方向延伸的转子凸极，每一个转子凸极在垂直于转轴的平面上的投影均为朝向定子铁心凸起的弧线，且所有转子凸极在垂直于转轴的平面上的投影弧线组成闭合曲线。

优选的，转子凸极的数量为奇数。

优选的，转子凸极在转子铁心上旋转对称。

优选的，定子上的正弦反馈绕组与余弦反馈绕组构成空间两相绕组，空间两相绕组的绕组磁场极对数为N_w，永磁体的磁极对数为N_PM，转子凸极个数为N_r，N_r＝N_w+N_PM。

优选的，永磁体在定子上交替布置以形成交替磁极。

优选的，定子齿沿圆周方向在定子上均匀分布。

优选的，正弦反馈绕组缠绕的定子齿和余弦反馈绕组缠绕的定子齿交替布置。

优选的，定子铁心和转子铁心均由硅钢片叠压形成。

优选的，转子铁心位于定子铁心内周。

优选的，定子铁心位于转子铁心内周。

本发明提出的一种定子永磁式旋转变压器，转子低速运动时，需向励磁绕组注入高频电压信号，在气隙中激发出高频磁场，转子凸极的旋转使得气隙磁阻发生变化，从而对高频磁场产生调幅作用，进而在正弦反馈绕组和余弦反馈绕组中感应出幅值随转子运动变化的电压信号，该电压信号的包络线即为转子位置信息；转子高速运动时，励磁线圈的高频激励电压信号关闭，由于转子凸极的运动使得永磁体产生的磁场高速变化，正弦反馈绕组和余弦反馈绕组通过磁场变化感应出空载反电势，从而分别输出正弦信号和余弦信号。此时，可通过正弦信号和余弦信号测量转子位置。即，当转子高速运动时，不需要向励磁绕组输入高频信号，便可根据正弦反馈绕组和余弦反馈绕组获得的空载反电势信号测量转子位置。

本发明提出的一种定子永磁式旋转变压器，由于在转子高速运动时不需要激励信号也可以工作，功耗低，而且解码简单。

附图说明

图1为本发明实施例提出的一种定子永磁式旋转变压器结构图；

图2为转子低速运动时的正弦信号和余弦信号的包络线示意图；

图3为转子高速运动时正弦信号和余弦信号的波形图。