可变磁阻型旋转变压器制造技术

提供一种可变磁阻型旋转变压器。在八个齿对之中，一个齿对为激励线圈未缠绕其的非使用齿对，并且另外七个齿对为激励线圈缠绕其零次或多次的使用齿对。缠绕包括在相对于非使用齿对处于90

【技术实现步骤摘要】
可变磁阻型旋转变压器


[0001]本专利技术涉及可变磁阻型旋转变压器。

技术介绍

[0002]以往，已知有检测旋转体的旋转角度的旋转角度传感器。旋转角度传感器具有广泛的应用，例如用于汽车动力系统中的轮速传感器、方向盘的转向角传感器等。例如，旋转角度传感器还用于机器人、输送设备等的旋转驱动单元，自动组装机器、测量机器等的分度表，以及数控机床、专用机器等的加工指标。在恶劣环境中使用的旋转角度传感器要求具有高耐环境性。例如，以往用于旋转角度传感器的光学编码器、磁性编码器容易受到温度变化和电磁场的影响，并且具有低耐环境性。作为实现高耐环境性的旋转角度传感器，旋转变压器被提及。已知可变磁阻型旋转变压器(以下称为“VR型旋转变压器”)为旋转变压器中的一种。
[0003]VR型旋转变压器利用随着旋转变压器转子的旋转而发生的磁性阻力(磁阻)变化，根据旋转角度输出电压。在普通的VR型旋转变压器中，激励线圈和两个输出线圈缠绕在环形旋转变压器定子的每个齿上。在旋转变压器定子内部，布置有旋转变压器转子。旋转变压器转子在周向方向上与每个齿具有不同的距离(磁隙)。激励线圈通过电流的流动产生磁场，并在激励线圈与相邻的旋转变压器转子之间形成磁路。磁场强度随旋转变压器转子的旋转而变化。输出线圈基于磁场强度输出电压。
[0004]当旋转变压器转子旋转时，磁路中的磁阻发生变化，并且两个输出线圈输出的电压呈正弦波状或余弦波状变化。在旋转变压器转子的一次旋转期间，两个输出线圈输出正弦波状或余弦波状电压。例如，两个输出线圈输出的电压由外部信号处理电路进行信号处理，以便计算出旋转变压器转子的旋转速度、旋转角度等。
[0005]将各种VR型旋转变压器通过被称为“nX”来区分，其中将在旋转变压器转子的一次旋转期间输出的正弦波状或余弦波状电压的周期数称为角度的倍增系数n。例如，将在旋转变压器转子的一次旋转期间输出两个周期的正弦波状或余弦波状电压的VR型旋转变压器称为“2X”。角度的倍增系数n由旋转变压器转子的形状决定。以下，将旋转变压器定子的槽数(齿数)称为N。
[0006]日本专利申请特开No.2013
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217852(专利文献1)公开了这种VR型旋转变压器的示例。日本专利申请特开No.2018
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78755(专利文献2)公开了各种VR型旋转变压器的示例，每个VR型旋转变压器包括两个齿，激励线圈和两个输出线圈未缠绕在该齿上。
[0007]当旋转变压器靠近马达布置时，由马达转子的磁体产生的磁场影响旋转变压器转子，导致以下问题。
[0008]如图6所示，沿周向方向交替产生N极和S极的磁体120布置在马达转子中。当马达转子的磁极数M满足M＝2m(m：偶数)的关系时，马达转子中的磁极相对于马达轴的轴芯以点对称布置。简而言之，N极或S极在马达转子的周向方向上的任意位置处以点对称布置。
[0009]如图7所示，旋转变压器转子121的形状相对于马达轴的轴芯是点对称，并且激励
线圈126的绕组方向的布置相对于马达轴的轴芯也是点对称。带圆圈的字母R和带圆圈的字母L指示缠绕每个齿124的激励线圈126的绕组部分的绕组方向。例如，当从旋转变压器转子121向外看齿124时，用字母R指示的绕组部分的绕组方向是顺时针方向，用字母L指示的绕组部分的绕组方向是逆时针方向。因此，由激励线圈126产生的磁极的布置相对于马达轴的轴芯也是点对称。简而言之，N极或S极在旋转变压器转子的周向方向上的任意位置处以点对称产生。
[0010]上述由马达转子产生的磁场是磁极沿周向方向交替并且相同的磁极以点对称布置的磁场。当从马达转子到旋转变压器转子的距离小时，在旋转变压器转子中产生与马达转子的磁体产生的磁极相同的磁极。结果，在旋转变压器转子中，相同的磁极通过马达转子的磁体以点对称布置。
[0011]当上述马达转子和旋转变压器紧密布置时，马达转子产生的磁场叠加在激励线圈产生的磁场上。马达转子产生的磁场和激励线圈产生的磁场都是相同磁极以点对称布置的磁场。因此，激励线圈产生的磁场被马达转子产生的磁场均匀地增强或减弱。结果，在输出线圈中产生的感应电压包括来自马达转子产生的磁场的感应电压。因此，马达转子产生的磁场会导致电气误差。特别地，马达转子的磁体的磁场产生的感应电压随着马达转子的旋转速度的增加而增加。因此，电气误差随着马达转子的旋转速度的增加而增加。
[0012]如图8所示，在专利文献2的第一实施例所描述的VR型旋转变压器中，旋转变压器转子221具有4个从轴芯径向突出的突起，对应于角度的倍增系数为4。在由十六个齿224构成的八个齿对中，一个齿对是激励线圈226、第一输出线圈227、第二输出线圈228未缠绕其的非使用齿对229，另外七个齿对是激励线圈226和第一输出线圈227或第二输出线圈228缠绕其的使用齿对230。根据图8所示的VR型旋转变压器，即使在激励线圈226产生的磁场上叠加相同磁极以点对称布置的马达转子的磁场时，也能够防止发生电气误差。
[0013]旋转变压器利用磁阻根据转子位置而变化的特性来检测旋转体的旋转角度。因此，假设激励线圈的总磁阻(即激励线圈的总阻抗)在旋转变压器中是恒定的。但是，在通过专利文献2中描述的方法构造角度的倍增系数n为2的旋转变压器时，激励线圈的总阻抗取决于转子位置而变化。因此，尽管流过激励线圈的电流应该是恒定的，与转子位置无关，但实际上电流会取决于转子位置而变化。因此，激励线圈的磁场和旋转变压器的输出电压也会取决于转子位置而变化，从而导致发生电气误差。

技术实现思路

[0014]鉴于上述情况做出了本专利技术。本专利技术的目的在于提供一种旋转变压器，该旋转变压器即使在相同磁极以点对称布置的马达转子的磁场叠加在激励线圈产生的磁场上时也不会导致电气误差，能够减小激励线圈的总阻抗根据转子位置的变化，并且其角度的倍增系数为2。
[0015](1)根据本专利技术的可变磁阻型旋转变压器设置在马达中并且其角度的倍增系数为2，在马达中，马达转子的磁极数M满足关系M＝2m，m为偶数。可变磁阻型旋转变压器包括：与马达轴同轴安装的转子；具有十六个齿的定子；以及选择性地缠绕十六个齿的激励线圈、第一输出线圈和第二输出线圈。十六个齿包括八个齿对。齿对中的每一个包括相对于转子的轴芯处于点对称位置关系的两个齿。在八个齿对之中，一个齿对为激励线圈未缠绕其的非
使用齿对，并且另外七个齿对为激励线圈缠绕其零次或多次的使用齿对。激励线圈在彼此相反的方向上缠绕包括在使用齿对中的两个齿，以产生不同的磁极。在包括在使用齿对中的齿之中，激励线圈在彼此相反的方向上缠绕沿轴芯的周向方向彼此相邻的两个齿。缠绕包括在相对于非使用齿对处于90
°
位置关系的使用齿对中的齿的激励线圈的绕组数Wa和缠绕包括在相对于非使用齿对处于除了90
°
位置关系之外的位置关系的使用齿对中的齿的激励线圈的绕组数Wb满足0≤Wa≤0.5Wb的关系。
[0016]根据上述构造，由于激励线圈在彼此相反的方向上缠绕包括在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变磁阻型旋转变压器，所述可变磁阻型旋转变压器设置在马达中并且其角度的倍增系数为2，在所述马达中，马达转子的磁极数M满足M＝2m的关系，m为偶数，其特征在于，所述可变磁阻型旋转变压器包括：转子，所述转子与马达轴同轴安装；定子，所述定子具有十六个齿；以及选择性地缠绕所述十六个齿的激励线圈、第一输出线圈和第二输出线圈，其中所述十六个齿包括八个齿对，所述齿对中的每一个包括相对于所述转子的轴芯处于点对称位置关系的两个齿，在所述八个齿对之中，一个齿对为所述激励线圈未缠绕其的非使用齿对，并且另外七个齿对为所述激励线圈缠绕其零次或多次的使用齿对，所述激励线圈在彼此相反的方向上缠绕包括在所述使用齿对中的所述两个齿，以产生不同的磁极，在包括在所述使用齿对中的所述齿之中，所述激励线圈在彼此相反的方向上缠绕沿所述轴芯的周向方向彼此相邻的两个齿，并且缠绕包括在相对于所述非使用齿对处于90
°
位置关系的所述使用齿对中的所述齿的所述激励线圈的绕组数Wa和缠绕包括在相对于所述非使用齿对处于除了90
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位置关系之外的位置关系的所述使用齿对中的所述齿的所述激励线圈的绕组数Wb满足0≤Wa≤0.5Wb的关系。...

【专利技术属性】
技术研发人员：木梨好一，
申请(专利权)人：株式会社一宫电机，
类型：发明
国别省市：