模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器及应用方法技术

本发明专利技术提供一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器及应用方法，其中旋转变压器包括：1个p

【技术实现步骤摘要】
模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器及应用方法


[0001]本专利技术涉及旋转变压器
，尤其涉及一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器及应用方法。

技术介绍

[0002]永磁磁阻旋转变压器相较传统旋转变压器结构进一步简化，并且不需要通过包络线解调即可直接由正余弦输出得到角度及速度信息。同时，其利用电机反电动势原理输出正余弦信号，随转速提高幅值增大进而提高输出角度精度，利于高速电机的控制。
[0003]但是，这种传统永磁磁阻旋转变压器在实际的运用过程中性能受到输出的总谐波失真(total harmonic distortion，THD)的影响，可以通过设置其他线圈，进行相互作用减少上述影响，但是无疑增加了线圈连接的复杂性。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种模块化磁通切换永磁型(flux switching permanent magnet，FSPM)磁阻式旋转变压器及应用方法，用以解决现有技术中的缺陷，减少了输出的总谐波失真。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，包括：1个p
r
极转子、z
s
个定子单元模块、对极定子正弦绕组、对极定子余弦绕组以及机械支撑件；每个定子单元模块包括一个单相集中绕组、一对相邻的硅钢齿以及一个永磁体；所述单相集中绕组包裹住相邻的硅钢齿，所述永磁体内嵌在相邻的硅钢齿之间；
[0006]所述机械支撑件用于支撑稳固所述定子单元模块；并且，
[0007][0008]其中，z
s
表示定子单元模块的数量，p
r
表示转子极数，a表示角度适应比，并且a＝1、2或3。
[0009]根据本专利技术提供的一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，所述机械支撑件由碳纤维构成。
[0010]根据本专利技术提供的一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，所述旋转变压器不具有定子轭部结构。
[0011]第二方面，本专利技术还提供一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，所述旋转变压器包括：1个p
r
极转子、z
s
个定子单元模块、对极定子正弦绕组、对极定子余弦绕组以及机械支撑件；每个定子单元模块包括一个单相集中绕组、一对相邻的硅钢齿以及一个永磁体；所述单相集中绕组包裹住相邻的硅钢齿，所述永磁体内嵌在相邻的硅钢齿之间；所述机械支撑件用于支撑稳固所述定子单元模块；并且，
[0012]利用预设匹配公式调整定子单元模块的数量实现与不同转子极数的适配；所述预
设匹配公式为：
[0013][0014]其中，z
s
表示定子单元模块的数量，p
r
表示转子极数，a表示角度适应比，并且a＝1、2或3。
[0015]根据本专利技术提供的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，还包括：以反电动势的总谐波失真最小为目标，确定旋转变压器的定子齿极弧角度。
[0016]根据本专利技术提供的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，还包括：通过改变永磁体的极性与单相集中绕组的连接方式，改变定子单元模块的类型；所述定子单元模块的类型包括N型单元和S型单元。
[0017]根据本专利技术提供的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，还包括：删除所述旋转变压器的定子轭部结构。
[0018]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法的步骤。
[0019]第四方面，本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法的步骤。
[0020]本专利技术提供的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器及应用方法，通过设置定子单元模块应用于旋转变压器，并且去除了定子轭部结构，进一步地提出了定子单元模块数量和转子极数的配置方案，大大抑制了电动势中的谐波分量，降低了总谐波失真，丰富了磁场调制原理。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术提供的两种FSPM旋转变压器的结构示意图；
[0023]图2是本专利技术提供的反电动势的THD值随定子齿极弧角度的变化示意图；
[0024]图3是本专利技术提供的传统FSPM定子磁路与模块化FSPM定子磁路对比示意图；
[0025]图4是本专利技术提供的传统FSPM旋转变压器与模块化FSPM旋转变压器输出的反电动势及FFT谐波分析对比示意图；
[0026]图5是本专利技术提供的不同转子极数的8齿模块化FSPM旋转变压器正弦输出的THD和FFT结果示意图；
[0027]图6是本专利技术提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本
专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]需要说明的是，在本专利技术实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0030]为了便于对专利技术的技术方案进行说明，下文中的传统永磁磁阻磁通切换旋转变压器可称为传统FSPM旋转变压器，本专利技术提供的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，可称为模块化FSPM旋转变压器。
[0031]下面结合图1
‑
图6描述本专利技术实施例所提供的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器及应用方法。
[0032]图1是本专利技术提供的两种FSPM旋转变压器的结构示意图，如图1所示，其中，图1(a)展示传统FSPM旋转变压器的2维结构，图1(b)展示了模块化FSPM旋转变压器的2维结构，图1(c)和(d)展示了定子单元模块，图(e)展示了FSPM旋转变压器的3维结构。
[0033]如图1所示，本专利技术提供的模块化FSPM旋转变压器，包括：1个16(p
r
)极转子、16(z
s
)个定子单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，其特征在于，包括：1个p
r
极转子、z
s
个定子单元模块、对极定子正弦绕组、对极定子余弦绕组以及机械支撑件；每个定子单元模块包括一个单相集中绕组、一对相邻的硅钢齿以及一个永磁体；所述单相集中绕组包裹住相邻的硅钢齿，所述永磁体内嵌在相邻的硅钢齿之间；所述机械支撑件用于支撑稳固所述定子单元模块；并且，其中，z
s
表示定子单元模块的数量，p
r
表示转子极数，a表示角度适应比，并且a＝1、2或3。2.根据权利要求1所述的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述机械支撑件由碳纤维构成。3.根据权利要求1所述的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述旋转变压器不具有定子轭部结构。4.一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，其特征在于，所述旋转变压器包括：1个p
r
极转子、z
s
个定子单元模块、对极定子正弦绕组、对极定子余弦绕组以及机械支撑件；每个定子单元模块包括一个单相集中绕组、一对相邻的硅钢齿以及一个永磁体；所述单相集中绕组包裹住相邻的硅钢齿，所述永磁体内嵌在相邻的硅钢齿之间；所述机械支撑件用于支撑稳固所述定子...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻锦程，米文源，罗伊逍，蔡政，赵飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：