一种用于测量双转子电机相对位置的传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于测量双转子电机相对位置的传感器，包括从左到右依次同轴心布设的第一转子、定子和第二转子，第一转子的右侧面为附有凸峰的波浪面，第二转子的左侧面为附有凸峰的波浪面，定子包括依次排列的左定子、隔磁环和右定子，左定子左侧面和右定子右侧面分别具有与第一转子和第二转子的凸峰相对的凸极，每个凸极上均绕有集中式激磁绕组、正弦绕组和余弦绕组，左定子与右定子中间设有隔磁环。本发明专利技术的优点是：实现无刷化，提高了测试的可靠性，又减少了引出线的数量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量双转子电机相对位置的传感器
本专利技术属于混合动力车领域，具体涉及一种用于混合动力车用复合结构双转子电机相对转速测量的位置传感器。
技术介绍
目前，复合结构双转子电机的位置检测通常采用两个分立的位置传感器或角度传感器，这种方法使得原本就很复杂的复合结构双转子电机系统变得更加复杂。中国专利文献CN101545917A于2009年5月7日公布的一种测量双转子电机两同心转轴相对转速的传感器，该传感器中磁阻式旋转变压器与传统的磁阻式旋转变压器不同的是：该旋转变压器由旋变外转子、旋变内转子、激磁绕组、正弦绕组和余弦绕组组成。该传感器存在的问题是：该传感器信号输送采用电刷滑环结构，在转子高速旋转的情况下，由于制造精度或装配精度的误差，电刷滑环接触点会发生剧烈跳动产生火花，降低传感器的可靠性；同时由于电刷滑环的存在，使得信号源的压降加大，导致信号传送微弱，降低电机运行可靠性。
技术实现思路
针对现有传感器存在的问题，本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种用于测量双转子电机相对转速和位置的传感器，它能代替现有两个分立的位置检测单元，取消电刷，结构简单，提高了可靠性，降低了双转子电机维修成本。本专利技术所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括从左到右依次同轴心布设的第一转子、定子和第二转子，第一转子的右侧面为附有凸峰的波浪面，第二转子的左侧面为附有凸峰的波浪面，定子包括依次排列的左定子、隔磁环和右定子，左定子左侧面和右定子右侧面分别具有与第一转子和第二转子的凸峰相对的凸极，每个凸极上均绕有集中式激磁绕组、正弦绕组和余弦绕组，左定子与右定子中间设有隔磁环。本专利技术的技术效果是：由于本专利技术所有导线从定子引出，实现无刷化，提高了测试的可靠性；本专利技术安装于电机一端，使得电机结构更加紧凑，同时分别在左、右定子凸极上的激磁绕组相(相当于普通变压器的一次侧激励绕组，需用两对引出导线)，本专利技术通过两激磁绕组相并联的方式只需一对引出线，因此，减少了引出线的数量。正余弦绕组相当于普通旋转变压器的二次侧线圈，信号从二次侧线圈导出。所以，本专利技术的优点是实现无刷化，提高了测试的可靠性，又减少了引出线的数量。附图说明本专利技术的附图说明如下：图1为本专利技术结构示意图；图2为第一转子的侧视图；图3为定子的正视图；图4为本专利技术安装在双转子电机上示意图。图中：1.第一转子；2.定子；2-1.左定子；2-2.隔磁环；2-3.右定子；2-4.凸极；3.第二转子。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：如图1所示，本专利技术包括从左到右依次同轴心布设的第一转子1、定子2和第二转子3，第一转子1和第二转子3由多层矽钢片叠压制成，不放任何绕组，实现无接触运行；如图2所示，第一转子1的右侧面为附有多个凸峰的波浪面，本实施例设有4个凸峰，使第一转子1右侧面和定子2的左侧面之间构成正弦气隙；第一转子1与定子2组成左磁阻式旋转变压器；第二转子3的左侧面为附有多个凸峰的波浪面，本实施例设有4个凸峰，定子2的右侧面和第二转子3的左侧面之间构成正弦气隙，定子2与第二转子3组成一个右磁阻式旋转变压器。如图1和图3所示，定子2包括依次排列的左定子2-1、隔磁环2-2和右定子2-3，左定子2-1左侧面和右定子2-3右侧面分别具有与转子凸峰相对的个凸极2-4。为降低输出信号的谐波含量，提高旋变的测试精度，第一转子1右侧面的凸峰个数与左定子2-1左侧面上的凸极个数成一定的配合关系，本实施例中，定子两侧面各有10个凸极与转子侧的4个凸峰相配合，每个凸极上均绕有集中式激磁绕组、正弦绕组和余弦绕组，所述正弦绕组的匝数按正弦规律变化，所述余弦绕组的匝数按余弦规律变化，左定子2-1与右定子2-3中间设有隔磁环2-2，使左右两边的磁路相互独立，保证磁阻式旋转变压器的测量精度不受影响。如图4所示，本专利技术安装在双转子电机上，第一转子1装在发动机输出轴上，即与双转子电机的内转子相连，定子2和第二转子3的轴孔直径均大于第一转子1轴孔，未在同一个轴上，定子2固定在机壳上，第二转子3与双转子电机的外转子相连。本专利技术工作原理：利用转子磁极的凸极效应，在转子位置发生变化时，空间的气隙磁导发生变化。当给激励绕组加上交流正弦电压时，正弦绕组和余弦绕组输出感应出具有转子位置信息的正、余弦电动势，从而通过输出电压幅值的变化测得转子的转角，输出电压幅值主要取决于定子和转子齿的相对位置间气隙磁导的大小。转子每转过一个转子极距，气隙磁导变化一个周期，气隙磁导变化的周期数等于转子极数。磁阻式旋转变压器的解码原理如下：假设励磁侧绕组的输入电压激励为：E＝Um·sin(ωt)其中，E为励磁绕组电压，Um为励磁绕组电压幅值，ω＝2πf，f为激励信号频率。则正、余弦绕组输出电压分别为：U1＝K·Um·sin(ωt)·sinθU2＝K·Um·sin(ωt)·cosθ其中，U1、U2分别为正、余弦感应电压，K为比例系数，θ为转子角位移。旋转变压器在解码时，将U1乘以cosφ，U2乘以sinφ，其中Ф为转换器产生的输出角，从而得到：U1·cosφ＝K·Um·sin(ωt)·sinθ·cosφU2·sinφ＝K·Um·sin(ωt)·cosθ·sinφ两项相减得：Δ＝U1·cosφ-U2·sinφ＝K·Um·sin(ωt)(sinθ·cosφ-cosθ·sinφ)＝K·Um·sin(ωt)×sin(θ-φ)转换器产生的反馈输出角Ф与输入的转子角位移θ相比较；当转换器正确跟踪输入角θ时，二者之间的误差将被驱动至0，即Δ＝0，此时θ＝φ，因此解码出转子转角。将左右磁阻旋转变压器解码出的转子转角做差即得到两转子的相对位置关系。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量双转子电机相对位置的传感器，其特征是：包括从左到右依次同轴心布设的第一转子（1）、定子（2）和第二转子（3），第一转子（1）的右侧面为附有凸峰的波浪面，第二转子（3）的左侧面为附有凸峰的波浪面，定子（2）包括依次排列的左定子（2‑1）、隔磁环（2‑2）和右定子（2‑3），左定子（2‑1）左侧面和右定子（2‑3）右侧面分别具有与第一转子和第二转子的凸峰相对的凸极（2‑4），每个凸极上均绕有集中式激磁绕组、正弦绕组和余弦绕组，左定子（2‑1）与右定子（2‑3）中间设有隔磁环（2‑2）。

【技术特征摘要】
1.一种用于测量双转子电机相对位置的传感器，其特征是：包括从左到右依次同轴心布设的第一转子（1）、定子（2）和第二转子（3），第一转子（1）的右侧面为附有凸峰的波浪面，第二转子（3）的左侧面为附有凸峰的波浪面，定子（2）包括依次排列的左定子（2-1）、隔磁环（2-2）和右定子（2-3），左定子（2-1）左侧面和右定子（2-3）右侧面分别具有与第一转子和第二转子的凸峰相对的凸极（2-4），每个凸极上均绕有集中...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐奇伟，杨云，孙静，王孚康，宿一鸣，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50