[发明专利]消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器及信号绕组绕线方法

权利要求书

1.一种消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器，包括定子(2)、转子(1)、励磁绕组(8)、粗机正弦信号绕组(4)、粗机余弦信号绕组(5)、精机正弦信号绕组(6)及精机余弦信号绕组(7)，定子(2)为圆筒形状；其特征是：定子(2)与转子(1)之间具有不相等的气隙(3)，定子(2)的内表面沿轴向加工有2NP个定子槽(12)和2NP个定子齿(13)，2NP个定子槽(12)沿定子(2)的内表面圆周均布设置，相邻两个定子槽(12)之间为所述的定子齿(13)；其中，N为自然数，N的取值范围为2～15，P为转子(1)极对数；励磁绕组(8)安放在2NP个定子槽(12)中，且逐个定子槽(12)反向串联，励磁绕组(8)分布于各定子槽(12)中的匝数相等；粗机正弦信号绕组(4)按正弦规律缠绕于2NP个定子齿(13)的同一层上；粗机余弦信号绕组(5)按正弦规律缠绕于2NP个定子齿(13)的同一层上；精机正弦信号绕组(6)按正弦规律缠绕于2NP个定子齿(13)的同一层上；精机余弦信号绕组(7)按正弦规律缠绕于2NP个定子齿(13)的同一层上；且粗机正弦信号绕组(4)、粗机余弦信号绕组(5)、精机正弦信号绕组(6)及精机余弦信号绕组(7)分四层设置。

2.根据权利要求1所述的消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器，其特征是：所述的转子(1)由导磁材料制成。

3.根据权利要求2所述的消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器，其特征是：所述的转子(1)为径向凸极结构，径向凸极结构是一对极的正弦波形与P对极的正弦波形沿转子(1)轴向叠加的合成结构。

4.根据权利要求1所述的消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器，其特征是：所述的定子(2)为由数个硅钢片叠压成的圆筒形状的铁心。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器，其特征是：所述的粗机正弦信号绕组(4)的总匝数与粗机余弦信号绕组(5)总匝数相等；精机正弦信号绕组(6)的总匝数与精机余弦信号绕组(7)的总匝数相等。

6.一种权利要求5所述的消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器信号绕组绕线方法，其特征是：所述的方法包括下述步骤：

步骤一、对于粗机正弦信号绕组(4)而言，任意选取一个过定子(2)的轴线且不与定子齿(13)相交的平面一(11)，并以该平面一(11)为基准，沿顺时针方向将2NP个定子齿(13)按照粗机正弦相M均分成两组；第一组中的相邻的NP个定子齿(13)沿逆时针方向绕线，第二组中的相邻的NP个定子齿(13)沿顺时针方向绕线；

步骤二、对于粗机余弦信号绕组(5)而言，任意选取一个过定子(2)的轴线且不与定子齿(13)相交的平面二(10)，并以该平面二(10)为基准，沿顺时针方向将2NP个定子齿(13)按照粗机余弦相G均分成两组；第一组中的相邻的NP个定子齿(13)沿逆时针方向绕线，第二组中的相邻的NP个定子齿(13)沿顺时针方向绕线；粗机余弦信号绕组(5)与粗机正弦信号绕组(4)相位上相差90°电角度；

步骤三、对于精机正弦信号绕组(6)而言，以平面一(11)为基准，沿顺时针方向将2NP个定子齿(13)均分为P部分，由平面一(11)的基准位置开始沿顺时针方向将第一部分2N个定子齿(13)按照精机正弦相E均分为两组，第一组相邻的N个定子齿(13)逆时针方向绕线，第二组相邻的N个定子齿(13)顺时针方向绕线；精机正弦信号绕组(6)其他的P-1部分绕线方式与第一部分相同；

步骤四、对于精机余弦信号绕组(7)而言，以平面三(9)为基准，沿顺时针方向将2NP个定子齿(13)均分为P部分，由平面三(9)的基准位置开始沿顺时针方向将第一部分2N个定子齿(13)按照精机余弦相F均分为两组，第一组相邻的N个定子齿(13)逆时针方向绕线，第二组相邻的N个定子齿(13)顺时针方向绕线；精机余弦信号绕组(7)其他的P-1部分绕线方式与第一部分相同；精机余弦信号绕组(7)与精机正弦信号绕组(6)相位上相差90°电角度。

7.根据权利要求6所述的消谐波粗精耦合径向磁路旋转变压器信号绕组绕线方法，其特征是：

粗机正弦信号绕组(4)的匝数分布为

W1=Q1sin(A1πNP)]]>

粗机余弦信号绕组(5)的匝数分布为

W2=Q2·sin(A2πNP-π2)]]>

精机正弦信号绕组(6)的匝数分布为

W3=Q3·sin(A3πN)]]>

精机余弦信号绕组(7)的匝数分布为

W4=Q4·sin(A4πN-π2P)]]>

式中，W₁、W₂、W₃、W₄分别为一个定子齿(13)上粗机正弦信号绕组(4)、粗机余弦信号绕组(5)、精机正弦信号绕组(6)、精机余弦信号绕组(7)的匝数，W₁、W₂、W₃、W₄的值要求取整；W₁、W₂、W₃、W₄为负值时表示反向绕线；Q₁、Q₂、Q₃、Q₄分别为预取粗机正弦信号绕组(4)、粗机余弦信号绕组(5)、精机正弦信号绕组(6)、精机余弦信号绕组(7)匝数的幅值，Q₁、Q₂、Q₃、Q₄的单位为匝；A₁、A₂分别为粗机正弦信号绕组(4)和粗机余弦信号绕组(5)中距平面一(11)和平面二(10)的定子齿(13)个数；A₃、A₄分别为精机正弦信号绕组(4)和精机余弦信号绕组(5)中距平面一(11)和平面三(9)的定子齿(13)个数；A₁与A₂的取值范围均为0～2NP，A₃与A₄的取值范围均为0～2N。