[发明专利]一种无转子绕组高精度旋转变压器

说明书

 

技术领域：

本发明涉及一种传感器，特别是涉及一种无转子绕组高精度旋转变压器。

 

背景技术：

当前，高速电主轴及混合动力等新能源汽车正在被广泛研究及推广引用，在当前的技术中，主要使用磁阻式旋转变压器或绕线式旋转变压器，在前者磁阻式旋转变压器中，激励绕组和正余弦输出绕组共用定子铁芯，其相互间产生磁场耦合干扰，限制了其测量精度的提高，故应用磁阻式旋转变压器的速度闭环控制系统的速度控制精度不高。另一方面，因为其自身工作原理的原因，磁阻式旋转变压器不能够提供绝对位置信号，因此其不能够应用于具有位置伺服控制要求的场合；而绕线式旋转变压器虽然能够提供绝对位置信号而又具有很高的检测精度，但因为其转子上采用环形绕组感应激励电势，采用正弦分布绕组产生旋变部分的主磁通，这样就造成了在旋转运动部件上具有电磁绕组，故其可靠性不高，特别在超高速如旋转速度20000转/分以上的环境的应用受到了极大的限制，另外这种绕线式旋转变压器制造工艺复杂、生产成本高，因为其成本过高的原因也限制了其在一般工业伺服中的应用。

发明内容：

针对现有技术上的不足，本发明的目的是提供一种无转子绕组高精度旋转变压器，使得其能够满足一些特殊应用场合的伺服系统对于其反馈元件的高可靠性、高测量进度的要求，同时又是一种具有较低成本优势的、能够应用于一般工业伺服电机系统的中的速度及位置传感器。

本发明的技术方案如下：

一种无转子绕组高精度旋转变压器，包括齿槽式旋变定子铁芯及其正余弦输出绕组、凸极式定子铁芯及其激励绕组、以及凸极式转子铁芯、定转子轭部铁芯、环形铁芯等，其特征在于，所述激磁绕组中通正弦激励信号产生主磁通，旋变转子铁芯及定转子轭部铁芯仅作为主磁通的磁场通道，所述凸极式转子铁芯为通过磁场仿真计算而得到的具有特殊轮廓线形状，目的是为了使齿槽式旋变定子铁芯内孔气隙中磁感应强度近似于正弦式分布，尽可能使正余弦绕组中感应的电压信号幅值分别随转子位置的变化成正余弦函数分布，因此其正弦输出信号形式和余弦输出信号形式便成为标准旋转变压器输出信号形式，以便于其后采用RDC芯片对其进行数据处理，形成绝对位置信号和增量式AB信号。

进一步地，所述无转子绕组高精度旋转变压器是一种利用特殊磁场分布的和特殊的磁路走向的模拟常规旋转变压器信号结构的新型旋转变压器，其发明的重点是此种结构的磁路结构和磁场分布形式。

使用本发明方法可以提供一种无转子绕组高精度旋转变压器，解决了现有旋变产品中一些精度或可靠性等方面的不足之处，其能够应用于超高速、强振动的环境中，因具有低成本的价格优势也可以使用于一般工业伺服系统中。是一种基于新原理、新结构的编码器，具有广阔的市场应用前景。

 

附图说明：

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式的详细描述，将使本发明的技术要点及实施方案更加清晰明了，同时能够更好的展现其比传统的各种类型的旋转变压器更具其独特的优越性的一面。

图1为本发明一种无转子绕组高精度旋转变压器实施方式结构示意图。

 

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

为了更进一步了解本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。

参见图1，图1是本发明的无转子绕组高精度旋转变压器的结构示意图，其为由设于一外壳4内的转轴1、凸极式转子铁芯2、齿槽式旋变定子铁芯3、轭部铁芯5、绕组引线6、转子轭部铁芯7、凸极式定子铁芯8、环形铁芯9组成；环形铁芯9与凸极式定子铁芯8为同一径向平面设置，环形铁芯9通过转子轭部铁芯5与所述凸极式转子铁芯2连接，凸极式定子铁芯3通过定子轭部铁芯7与齿槽式旋变定子铁芯3连接。