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一种偶数极的定子永磁式旋转变压器制造技术

技术编号:22332869 阅读:15 留言:0更新日期:2019-10-19 12:48
本发明专利技术提出的一种偶数极的定子永磁式旋转变压器,包括:定子和转子;定子包括定子铁心和多个永磁体,定子铁心为环形结构,其内周周向设置有多个定子齿,各定子齿均沿着铁心半径方向延伸;多个永磁体沿圆周均匀分布在定子铁心的同心圆上,各永磁体分别安装在定子铁心的轭部;且,沿着多个永磁体所在圆周方向上,相邻的永磁体极性相反布置。本发明专利技术中,当转子高速转动时,不需要向励磁绕组输入电信号,通过正弦反馈绕组和余弦反馈绕组在永磁体的磁场中感应出的空载反电势信号测量定子位置。

An even pole stator permanent magnet resolver

【技术实现步骤摘要】
一种偶数极的定子永磁式旋转变压器
本专利技术涉及
,尤其涉及一种偶数极的定子永磁式旋转变压器。
技术介绍
目前常规电机驱动的位置反馈信号常采用光电编码器或旋转变压器。光电编码器成本高、老化快、易损,不适合工作环境恶劣的应用场合,以及高速或者超高速场合。现有技术中,磁阻式旋转变压器的应用非常普遍,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。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题,本专利技术提出了一种偶数极的定子永磁式旋转变压器。本专利技术提出的一种偶数极的定子永磁式旋转变压器,包括:定子和转子;定子包括定子铁心和多个永磁体,定子铁心包括沿圆周分布的定子齿;多个永磁体沿圆周均匀分布在定子铁心的轭部;且,沿着多个永磁体所在圆周方向上,相邻的永磁体极性相反布置;每一个定子齿上均缠绕有一个励磁线圈,所有励磁线圈串联形成励磁绕组;每一个定子齿上还缠绕有一个正弦反馈线圈或者一个余弦反馈线圈,所有正弦反馈线圈串联形成正弦反馈绕组,所有余弦反馈线圈串联形成余弦反馈绕组,正弦反馈绕组的输出信号和余弦反馈绕组的输出信号之间具有相位差;转子包括转子铁心,转子铁心外周设有多个沿着周向均匀分布的凸极,各凸极在转子铁心圆截面方向上的投影均为朝向定子铁心凸起的弧线。优选的,凸极的数量与永磁体数量相等,且各凸极以转子铁心中心轴为轴旋转对称。优选的,沿定子铁心圆周方向上,任意两个相邻磁极之间的定子齿数量均相等。优选的,定子齿的数量为永磁体的数量的四倍。优选的,正弦反馈绕组所占定子齿数量与余弦反馈绕组所占定子齿数量相等。优选的,正弦反馈绕组所占定子齿与余弦反馈绕组所占定子齿间隔分布。优选的,永磁体安装在定子齿的顶部、中部或者根部。优选的,永磁体嵌入式安装在定子铁心上。优选的,定子铁心和转子铁心均由硅钢片叠压形成。优选的,当转子低速转动时,通过在励磁绕组中输入高频电压信号,然后通过正弦反馈绕组和余弦反馈绕组输出的高频反馈信号的包络线测量定子位置;当转子高速转动时,停止向励磁绕组输入电信号,通过正弦反馈绕组和余弦反馈绕组在永磁体的磁场中感应出的空载反电势信号测量定子位置。当转子高速转动时,停止向励磁绕组输入电信号,通过正弦反馈绕组和余弦反馈绕组在永磁体的磁场中感应出的空载反电势信号测量定子位置。本专利技术提出的一种偶数极的定子永磁式旋转变压器,永磁体产生恒定磁场,磁场中磁力线穿过定子齿上的线圈和转子铁心,随着转子转动,转子和定子齿之间的气隙的宽度周期性变化,从而使得在正弦反馈绕组与余弦反馈绕组中的磁链也随之周期性变化,使得正弦反馈绕组和余弦反馈绕组分别在磁场中感应获得的电信号随着转子的转动而发生变化,尤其是当转子高速运行时,正弦反馈绕组和余弦反馈绕组分别感应获得较强的正弦信号和余弦信号。故而,专利技术中,当转子高速转动时,不需要向励磁绕组输入电信号,通过正弦反馈绕组和余弦反馈绕组在永磁体的磁场中感应出的空载反电势信号测量定子位置。附图说明图1为本专利技术提出的一种偶数极的定子永磁式旋转变压器结构示意图。图2为本专利技术的偶数极定子永磁式旋转变压器工作原理示意图;图3为转子低速运动时的正弦反馈绕组产生的正弦信号和余弦反馈绕组产生的余弦信号波形图;图4为转子高速运动时的正弦反馈绕组产生的正弦信号和余弦反馈绕组产生的余弦信号波形图。图示:定子1、定子铁心11、定子齿12、永磁体13、励磁绕组141、正弦反馈绕组142、余弦反馈绕组143、转子2、转子铁心21、凸极22、气隙3。具体实施方式参照图1,本专利技术提出的一种偶数极的定子永磁式旋转变压器,包括:定子1和转子2。定子1包括定子铁心11和多个永磁体13,定子铁心11为环形结构,其内周周向设置有多个定子齿12,各定子齿12均沿着定子铁心11半径方向延伸。具体的,本实施方式中,定子铁心11和定子齿12一体成型,且由硅钢片叠压形成。多个永磁体13周向均匀分布在定子铁心11的同心圆上,各永磁体13分别安装在定子铁心11的轭部或者定子齿12上。且,沿着多个永磁体13所在圆周方向上,相邻的永磁体13极性相反布置。具体的,永磁体13安装可在定子齿12的顶部、中部或者根部,永磁体13还可嵌入式安装在定子铁心11上。具体的,本实施方式中,永磁体13的数量为偶数个,以保证相邻两个永磁体13在始终同极相向。同时,本实施方式中,通过相邻的永磁体13极性相反的布置方式,也保证了各永磁体13产生的磁场的独立性,从而保证了各永磁体13的磁场相互配合对定子齿12的全面覆盖。每一个定子齿12上均缠绕有一个励磁线圈,所有励磁线圈串联形成励磁绕组141。每一个定子齿12上还缠绕有一个正弦反馈线圈或者一个余弦反馈线圈,所有正弦反馈线圈串联形成正弦反馈绕组142,所有余弦反馈线圈串联形成余弦反馈绕组143,正弦反馈绕组142的输出信号和余弦反馈绕组143的输出信号之间具有相位差。本实施方式中,通过永磁体13的布置,使得正弦反馈绕组142和余弦反馈绕组143始终处于永磁体13的磁场中。转子2包括转子铁心21,转子铁心21外周设有多个沿着周向均匀分布的凸极22,各凸极22在转子铁心21圆截面方向上的投影均为朝向定子铁心11凸起的弧线,且各凸极22的轴线方向均平行于转子铁心21的轴线方向。本实施方式中,转子铁心21由硅钢片叠压形成。本实施方式中,永磁体13产生恒定磁场,磁场中磁力线穿过定子齿12上的线圈和转子铁心21,随着转子2转动,转子2和定子齿12之间的气隙3的宽度周期性变化,从而使得在正弦反馈绕组142与余弦反馈绕组143中的磁链也随之周期性变化,使得正弦反馈绕组142和余弦反馈绕组143分别在磁场中感应获得的电信号随着转子2的转动而发生变化,尤其是当转子2高速运行时,正弦反馈绕组142和余弦反馈绕组143分别感应获得较强的正弦信号和余弦信号。本实施方式中,由于永磁体13的分散布置,使得相邻两个永磁体13产生的电磁场具有角度差;又由于正弦反馈绕组142和余弦反馈绕组143饶经不同的定子齿12,从而使得正弦反馈绕组142感应到的正弦信号和余弦反馈绕组143感应到的余弦信号之间具有相位差。故而,本实施方式中,当转子2高速转动时,不需要向励磁绕组141输入电信号,通过正弦反馈绕组142和余弦反馈绕组143在永磁体13的磁场中感应出的空载反电势信号测量定子1位置。具体的,当转子2高速转动时,由于转子2外周的反射,使得定子齿12所在区域的磁场分布实时变化,从而使得正弦反馈绕组142感应产生的电势和余弦反馈绕组143感应产生的电势也实时变化,从而可根据正弦反馈绕组142感应产生的电势和余弦反馈绕组143感应产生的电势车辆定子1位置。如图4所示,是高速下,关闭励磁绕组141中高频电压信号以后,通过永磁体13在正弦反馈绕组142与余弦反馈绕组143中感应出的空载反电势。当转子2低速转动时,通过在励磁绕组141中输入高频电压信号,然后通过正弦反馈绕组142和余弦反馈绕组143输出的高频反馈信号的包络线测量定子1位置。如图3所示,是低速下,通过在励磁绕组141中注入高频电压信号,进而从正弦反馈绕组142与余弦反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偶数极的定子永磁式旋转变压器,其特征在于,包括:定子(1)和转子(2);定子(1)包括定子铁心(11)和多个永磁体(13),定子铁心(11)包括沿圆周分布的定子齿(12);多个永磁体(13)沿圆周均匀分布在定子铁心(11)的轭部;且,沿着多个永磁体(13)所在圆周方向上,相邻的永磁体(13)极性相反布置;每一个定子齿(12)上均缠绕有一个励磁线圈,所有励磁线圈串联形成励磁绕组(141);每一个定子齿(12)上还缠绕有一个正弦反馈线圈或者一个余弦反馈线圈,所有正弦反馈线圈串联形成正弦反馈绕组(142),所有余弦反馈线圈串联形成余弦反馈绕组(143),正弦反馈绕组(142)的输出信号和余弦反馈绕组(143)的输出信号之间具有相位差;转子(2)包括转子铁心(21),转子铁心(21)外周设有多个沿着周向均匀分布的凸极(22),各凸极(22)在转子铁心(21)圆截面方向上的投影均为朝向定子铁心(11)凸起的弧线。

【技术特征摘要】
1.一种偶数极的定子永磁式旋转变压器,其特征在于,包括:定子(1)和转子(2);定子(1)包括定子铁心(11)和多个永磁体(13),定子铁心(11)包括沿圆周分布的定子齿(12);多个永磁体(13)沿圆周均匀分布在定子铁心(11)的轭部;且,沿着多个永磁体(13)所在圆周方向上,相邻的永磁体(13)极性相反布置;每一个定子齿(12)上均缠绕有一个励磁线圈,所有励磁线圈串联形成励磁绕组(141);每一个定子齿(12)上还缠绕有一个正弦反馈线圈或者一个余弦反馈线圈,所有正弦反馈线圈串联形成正弦反馈绕组(142),所有余弦反馈线圈串联形成余弦反馈绕组(143),正弦反馈绕组(142)的输出信号和余弦反馈绕组(143)的输出信号之间具有相位差;转子(2)包括转子铁心(21),转子铁心(21)外周设有多个沿着周向均匀分布的凸极(22),各凸极(22)在转子铁心(21)圆截面方向上的投影均为朝向定子铁心(11)凸起的弧线。2.如权利要求1所述的偶数极的定子永磁式旋转变压器,其特征在于,凸极(22)的数量与永磁体(13)数量相等,且各凸极(22)以转子铁心(21)中心轴为轴旋转对称。3.如权利要求1所述的偶数极的定子永磁式旋转变压器,其特征在于,沿定子铁心(11)圆周方向上,任意两个相邻磁极之间的定子齿(12)数量均相等。4.如权利要求3所述的偶数极的定子永...

【专利技术属性】
技术研发人员:丁石川陈书祥罗哲君杭俊张鹏
申请(专利权)人:安徽大学
类型:发明
国别省市:安徽,34

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