[发明专利]一种用于飞机胎压实时监控系统的旋转变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器，尤其是一种飞机胎压实时监控系统用旋转变压器。

背景技术

飞机胎压实时监控系统是一种对轮胎内部的气压进行监测，通过数据总线和显示器向机组人员或维护人员提供轮胎的实际压力，可对轮胎的压力异常进行告警，并可根据驾驶员指令对飞机轮胎压力进行调控的装置，它是保证飞机安全的一项新技术。在日常维护中，该系统也可免去对轮胎压力进行地面人工测量，减轻对轮胎的维护工作量。

飞机胎压实时监控系统中机轮内监测模块位于机轮上随机轮一起高速旋转，其供电和通信采用非接触能量传输装置和旋转变压器耦合通信装置，其中关键的组件是旋转变压器。旋转变压器安装在飞机轮轴内孔中，空间有限，安装困难，工作环境恶劣，需要承受高低温、水气腐蚀、盐雾腐蚀、沙尘、强振动、大离心力等苛刻条件。传统的旋转变压器铁芯材质一般为铁氧体，使其难以加工，振动易碎且安装不方便；另外，传统的旋转变压器结构为E型或罐状，采用轴向气隙磁场，当轴向或径向安装有偏差时，容易引起电气特性的不一致，因此对安装精度要求较高。故而传统的旋转变压器不适于在飞机胎压实时监控系统中应用。

公开号为CN 1089057A的专利“一种旋转变压器”给出了一种由铁氧体经精密磨削成的同轴旋转变压器结构，采用径向磁场气隙，用在磁带录像机、数字磁带录音机等设备中作为旋转磁头鼓等信号传送元件。公开号为CN 1115111A的专利“旋转变压器及其制造方法”也给出了一种由铁氧体制备的同轴旋转变压器，用在具有旋转式磁头的设备中，其与专利“一种旋转变压器”的区别是把磁芯切割并通过粘接成所需形状，解决了频道槽机加工造成的缺陷率高和精度低的问题，但会使磁芯强度变差。上述这两种旋转变压器均采用铁氧体材质，并未克服现有技术难以加工、振动易碎等缺陷。

发明内容

为了克服现有技术难以加工、振动易碎、安装不便以及难以保证电气特性一致性的不足，本发明提供一种旋转变压器，使得加工容易、易于安装、结构强度大、抗震性好、易于保证电气特性的一致性，适用于飞机胎压实时监控系统的恶劣环境，并同时适用于各种工业旋转设备的供电和通信问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括旋转变压器定子和旋转变压器转子，旋转变压器定子和旋转变压器转子之间是磁场气隙。所述的旋转变压器定子包括定子铁芯、定子绕组(初级绕组)、定子绕组不锈钢骨架和定子绕组引线。旋转变压器转子包括转子铁芯、转子绕组(次级绕组)、转子绕组不锈钢钢套和转子绕组引线。所述的定子绕组不锈钢骨架为中空圆柱形；定子绕组紧密无间隙的缠绕在定子绕组不锈钢骨架外壁上，且定子绕组的轴向长度小于定子绕组不锈钢骨架的长度；定子铁芯为圆柱体结构，长度与定子绕组不锈钢骨架相同，紧密包裹在定子绕组不锈钢骨架和定子绕组外，因此定子铁芯的轴向两端分别形成了向轴线方向凸出的凸台，能够减小磁场气隙，增大初级绕组和次级绕组的耦合系数。定子铁芯轴向一端的凸台上开有两个定子铁芯出线孔，用于将定子绕组引线引出。所述的转子铁芯为中空圆柱体结构，转子绕组紧密无间隙的缠绕在转子铁芯外壁上，且转子绕组的轴向长度小于转子铁芯，转子铁芯轴向两端分别有由轴线沿法线方向向外凸出的凸台，其目的也是为了减小磁场气隙，增大初级绕组和次级绕组的耦合系数。转子绕组不锈钢钢套紧密包裹在转子绕组和转子铁芯的外侧。在与定子铁芯出线孔相对的轴向另一端的转子铁芯凸台上开有两个转子铁芯出线孔，用于将转子绕组引线引出。转子绕组不锈钢钢套嵌套在定子绕组不锈钢骨架内，且转子绕组不锈钢钢套与定子绕组不锈钢骨架不接触。

上述的定子铁芯、定子绕组和转子铁芯、转子绕组为同轴结构，磁场气隙为径向，定子绕组和转子绕组通过磁路耦合进行电能传输和电磁耦合通信。由于定子铁芯和转子铁芯为圆柱形，一个铁芯相对另一铁芯同轴转动时，穿过次级的磁力线不会发生变化，即使轴向或径向安装存在一定偏差，对绕组间的互感影响很小，可保证电气特性的一致性，从而旋转时能量传输和通信质量不受转速和位置影响。

上述的定子铁芯和转子铁芯均由厚度为0.05mm的1J50坡莫合金薄带绕制而成，它具有较高的饱和磁感应强度和初始磁导率。1J50坡莫合金的强度和韧性远远优于铁氧体，因此采用其制成的旋转变压器更加适合于在环境恶劣的条件下使用。

上述的定子绕组和转子绕组均用直径为0.5mm的漆包线绕制而成，定子绕组紧密无间隙的绕制在定子绕组不锈钢骨架上，匝数由试验特性进行选择；转子绕组紧密无间隙的绕制在转子绕组不锈钢钢套上，匝数亦由试验特性进行选择。定子绕组和转子绕组均可顺时针方向绕制或逆时针方向绕制，没有方向性限制。