一种双通道绝对零位式圆感应同步器制造技术

本实用新型专利技术公布了一种双通道绝对零位式圆感应同步器，包括定子基板、转子基板、定子铜皮绕组和转子铜皮绕组，定子铜皮绕组的定子内通道绕组由８段具有共同圆心的相同的分段圆弧绕组构成，每段绕组是由在径向方向上半径不同的圆弧连接而成。转子铜皮绕组的转子内通道绕组由起点与终点沿中心点呈１８０度对称分布的双螺旋线组成，螺旋线的导体宽以及间隙与定子内通道绕组的圆弧导体宽以及间隙分别相等。该圆感应同步器较之同类型的同步器具备整体电磁感应平均效应好、抗干扰能力能力强、精度高、刻线工艺实现简单等优点。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种圆感应同步器，特别涉及一种双通道绝对零位式圆感 应同步器。
技术介绍
圆感应同步器是一种电磁感应位置检测元件，它具有耐恶劣环境，测量精 度高、寿命长、成本低、安装方便、运行速度快、稳定可靠等一系列优点，常 用于转台、陀螺平台、火炮控制、导航制导、雷达天线、经纟争仪等设备中。传 统的增量式圆感应同步器应用于转台等旋转设备中必须依赖一个外加的诸如旋 转变压器、光电传感器、光栅等传感元件来提供绝对零位，这会增加整个系统 的质量、体积，以及安装的难度。为了解决以上问题，北京航空精密机械研究所进行了相关研究，其工作人员周自强在《航空精密制造技术》第43卷第3期39页发表了题为《一对极圆 感应同步器的设计》的论文，公布了一种一对极圆感应同步器的设计方案。该 方案指出一对极圆感应同步器结构包括定子与转子两部分。其中，转子内通道 绕组为6排双极结构，由两条螺距一致的阿基米德螺旋线组成，每一条线为一个 极，两条线组成一对极，根据信号输入输出的位置不同，可以设计成对称性和不 对称性两种。定子内通道绕组为位置互为90°的四段排列形式。定、转子绕组 的阿基米德螺旋线的曲率半径应相同，螺距也相同。也可采用不等螺距和不同 导体与间隙的比例来减少高次谐波磁势或电势的影响。为了保证绕组耦合电势 相位的一致性，设计时单个元件转子绕组与定子绕组的螺旋方向是相反的，即 一个为顺时针方向， 一个为反时针方向。该设计方案，可以缩小传统增量式圆感应同步器的质量、体积，但由于该 设计中的定子分段绕组为4组，致使其抗干扰能力较弱、平均效应不好、精度 也比较低。另外，该方案中的定子绕组为阿基米德螺旋线，在制造过程中，增 加了刻线工艺的难度。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种抗干扰能力强、精度高、刻线工艺实现简单 的双通道绝对零位式圆感应同步器。本技术一种双通道绝对零位式圆感应同步器，包括定子基板、转子基板、定子铜皮绕组和转子铜皮绕组，定子铜皮绕组的定子内通道绕组由8段具有共同圆 心的相同的分段圆弧绕组构成，每段绕组是由在径向方向上半径不同的圆弧连接而 成。作为一种优选方式，转子铜皮绕组的转子内通道绕组由起点与终点沿中心点呈 180度对称分布的双螺旋线组成，螺旋线的导体宽以及间隙与定子内通道绕组的圆 弧导体宽以及间隙分别相等本技术的有益效果是通过将定子内通道绕组改变为每组在径向方向上相 对应的圆弧半径相同的8组分段圆弧绕组，对端部的非有效电势可以起到更大的抑 制作用，使该同步器较之同类型的同步器具有整体电磁感应平均效应较好、抗干扰 能力强、精度高、刻线工艺实现简单等优点。附图说明以下结合附图和具体实施方式对本技术进行描述。 图1为同步器侧视结构示意图； 图2为转子外通道绕组示意图；图3为定子外通道绕组示意图；图4为定子内通道绕组示意图； 图5为转子内通道绕组示意图； 图6为定、转子外通道有效导体相对位置图； 图7为转子相对定子转过一机械周期，定子内通道电压信号幅值变化示意图； 图8为转子相对定子转过一机械周期，定子外通道电压信号幅值变化示意图； 图9为本技术应用方框图具体实施方式如图l所示，本技术为一种双通道绝对零位式圆感应同步器，包括定子基 板1、转子基板2,在定子基板1和转子基板2上分别浇铸定子绝缘层15和转子绝 缘层16后再分别粘结定子铜皮绕组3和转子铜皮绕组4。在定子铜皮绕组上用铣 刀刻画出如图3所示的定子外通道绕组和如图4所示的定子内通道绕组；在转子铜 皮绕组上用铣刀刻画出如图2所示的转子外通道绕组和如图5所示的转子内通道绕 组。为消除耦合电容的影响，可以在转子铜皮绕组4上覆盖接地屏蔽层6，并在转 子铜皮绕组4与接地屏蔽层6之间增加绝缘薄膜17。定子基板1和转子基板2可 以由铝板制作、定子绝缘层15和转子绝缘层16可以为环氧树脂绝缘层。转子外通道绕组如图2所示由多根有效导体7通过导体内端部8与导体外端部 9连接而成，有效导体7的数目即为圆感应同步器外通道的极数。定子外通道绕组如图3所示做成分段式的，称为分段绕组。它由2K个导体组 组成，导体组分别属于A相和B相，每相均有K个导体组。每组由M根有效导体 IO通过导体内端部11与导体外端部12连接而成。其中K、M均为正整数。属于同 相的各组，用导线反向串联联接。定、转子有效导体都呈辐射状。定子内通道绕组如图4所示由8段具有相同圆心的相同的圆弧绕组13组成，分为A、 B相，每相4段圆弧绕组，将同相绕组反向串联联接以消除磁场的干扰， 引出接线端子。为满足A、 B相输出电压信号正交的特性，在机械上A、 B相绕组必 须错位90度，同时为消除偏心的影响和空间谐波电势，分段绕组必须对称分布， 因此定子内通道绕组的段数只能为2段、4段或8段。各段圆弧绕组端部电势为非 有效电势，它会对同步器精度造成很大的影响，可通过反向串联接线的方法令同相 相邻绕组端部电流反向，从而消除该非有效电势，当定子内通道分段绕组数越多， 同相相邻导体组越接近，对端部的非有效电势就能起到更大的抑制作用。为此，本 技术在定子内通道上实现8段圆弧绕组，能够取得最佳的效果。定子内通道绕 组的各段圆弧绕组由几排在径向方向上半径不同的圆弧组成，且各段绕组径向方向 上相对应的圆弧半径相同。由于定子内通道绕组在一个圆周内是几段半径相同的圆 弧，而转子内通道绕组为线上各点半径均不相同的螺旋线，故半径相等的定子同心 圆弧有效导体与转子螺旋线有效导体处处相对位置均不同，因此定子同心圆弧有效 导体处处感应出的电压信号幅值均不同，定子各相输出的总感应电势可以看作是由 很多段金属单元圆弧感应出的电压信号的叠加。定子同心圆弧各处信号强度不同的 这种实现方式可以使得整体感应输出的电势信号平均效果好,从而提高圆感应同步 器的精度。转子内通道绕组如图5所示，由两条螺距相等的阿基米德螺旋线16组成，这 两条螺旋线的起点a、 b,终点c、 d均沿中心点呈180度角对称分布。将a、 b端 用导线连接，从c、 d端输入激磁电压信号，由于c、 d两输入端沿中心点对称且相 距较远，故可减少两输入线间的电磁干扰。定子有效导体10与转子有效导体7相对位置的变化过程如图6所示，其中每 两根有效导体中心线之间的距离称为一个极距。如图6.1所示，定、转子绕组各自有效导体位置相互重合，记其为初始位置，此刻定子该相输出电压幅度有最大值；当定、转子相对位置如图6.2、 6.3、 6.4 所示时，定子该相输出电压幅度分别为0、负向最大值、0;在图6.4所示位置处， 转子再转过半个极距，定子该相输出电压幅度又再次达到最大值。因此，由以上分析可知，定子输出的感应电压的幅值变化一个周期即表明转子 相对定子转过了两个极距。对极数为N的感应同步器其每个极距对应的机械角度值 为360/N,也即定子感应输出电压的幅值变化一个周期对应着的机械角度为720/N。 由于定子A、 B两相绕组之间的距离相差了 (n+l/2)个极距，n为整数。因此两相 绕组的输出电压信号幅值变化也始终相差1/4个周期。在同步器工作过程中，对转子螺旋绕组激磁，则沿半径方向将呈现极性变化的 交变磁场，并在定子内通道两相绕组的有效部分感应出交变电势。每当转子旋转一 周，该电势便周期性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双通道绝对零位式圆感应同步器，包括定子基板（１）、转子基板（２）、定子铜皮绕组（３）和转子铜皮绕组（４），其特征在于，定子铜皮绕组（３）的定子内通道绕组（１３）由８段具有共同圆心的相同的分段圆弧绕组构成，每段绕组是由在径向方向上半径不同的圆弧连接而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹小法，汤文军，王智勇，娄敏，曾乐乐，
申请(专利权)人：中国船舶工业集团公司第六三五四研究所，
类型：实用新型
国别省市：36[中国|江西]