[发明专利]一种无刷旋转变压器

说明书

一种无刷旋转变压器，包括转轴和同轴设置的旋变组件与环变组件；旋变组件包括旋变定子和旋变转子，旋变转子和旋变定子分别具有各自的铁芯和绕组；环变组件的铁芯设有绕组容纳槽，绕组设置于绕组容纳槽内；环变定子的绕组容纳槽的轴向长度大于环变转子的绕组容纳槽的轴向长度，且环变转子铁芯的轴向长度大于环变定子铁芯的轴向长度。本发明中，环变定子槽和环变定子绕组线圈骨架的结构相比传统结构有所改变和增加，使得环形定子绕组线圈的分布方式有所改变和增加，在特殊工况下，当转子存在轴向窜动时，变压器输出变压比仍能满足正常工作要求，具有较高的可靠性。

技术领域

本发明涉及旋变组件技术领域，尤其是涉及一种无刷旋转变压器。

背景技术

旋变组件在数控系统中常用于角度位置的传感和测量，相对于磁性编码器、光学编码器等其它角度位置的传感元件，旋变组件具有无可比拟的可靠性和高精度，在许多场合下有着不可替代的地位，特别是在军事以及航空航天等方面。为了适应现代武器装备的快速发展，对于电子对抗、光电跟踪、雷达等伺服控制系统，不仅要求旋变组件具有高精度和高可靠性能，而且要求其能够适应某些恶劣或者特殊的工作场合。

在某些使用场合，转子存在较大的轴向窜动，需要旋变组件能适应此种工况。轴向窜动会使传统旋变组件的磁路发生明显变化，大幅影响旋变组件的变压比、相位移等性能参数，从而影响系统中旋变组件后级解算电路的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种即使转子出现轴向窜动，变压器输出变压比仍能满足正常工作要求的高可靠性的无刷旋转变压器。

一种无刷旋转变压器，包括转轴和同轴设置的旋变组件与环变组件；旋变组件包括旋变定子和旋变转子，旋变转子和旋变定子分别具有各自的铁芯和绕组；旋变定子铁芯的轴向长度大于旋变转子铁芯的轴向长度；环变组件包括环变定子和环变转子，环变转子和环变定子分别具有各自的铁芯和绕组；环变组件的铁芯设有绕组容纳槽，绕组设置于绕组容纳槽内；环变定子的绕组容纳槽的轴向长度大于环变转子的绕组容纳槽的轴向长度，且环变转子铁芯的轴向长度大于环变定子铁芯的轴向长度。

转轴发生轴向窜动时，窜动后的环变转子与环变定子相对的面积基本不变，即使转轴发生轴向窜动，窜动后的定子铁芯也仍然在转子铁芯覆盖的范围内，从而使定子铁芯和转子铁芯相对的面积基本不变，减小磁路变化。同理，使旋变定子铁芯的长度大于旋变转系铁芯的长度，减小磁路变化。如此，本发明的无刷旋转变压器的磁路稳定，变压器输出变压比仍能满足正常工作要求，具有较高的可靠性。

优选的，环变定子铁芯的轴向长度等于环变转子铁芯的轴向长度加上轴向窜动量；和、或旋变定子铁芯的轴向长度等于旋变转子铁芯的轴向长度加上轴向窜动量；轴向传动量包含所有窜动方向的窜动量之和。

定子铁芯固定，转子铁芯安装于转轴，转轴可能发现沿轴前、后两个方向的窜动，若朝前向的窜动量和朝后的窜动量均为X，那么轴向窜动量应为2X。

优选的，环变定子绕组绕制在骨架上，骨架的形状决定绕组的分布，骨架固定于环变定子的绕组容纳槽内；或者，绕组直接绕制于绕组容纳槽内，绕组容纳槽的槽型决定绕组的分布。

优选的，环变定子绕组平铺于绕组容纳槽内，或者，环变定子绕组的面积与环变转子绕组的面积相等，环变定子绕组设置于绕组容纳槽的中部或任意一侧；或者，环变定子绕组呈中间少两边多的对称分布，比如定子绕组与转子相对的面呈C形、椭圆形、三角形等。将骨架或绕组容纳槽的槽型设置为绕组布置方式的形状，即可实现绕组的上述分布。