本發(fā)明是關(guān)于磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，特別是關(guān)于一種雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器。

背景技術(shù)：

1、磁阻式無刷旋轉(zhuǎn)變壓器是一種性能優(yōu)良、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制造的位置傳感元件，從而得到廣泛應(yīng)用。尤其是在新能源汽車、要求高可靠性的航空、航天等場合，更是不可替代的首選。無刷旋轉(zhuǎn)變壓器目前大量應(yīng)用的有兩種形式，分別是環(huán)變式無刷旋轉(zhuǎn)變壓器和磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器。

2、傳統(tǒng)磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子鐵心是一個(gè)凸凹形狀、且尺寸按一定規(guī)律變化，凹凸形狀使得氣隙不是均勻的，形成隨轉(zhuǎn)角、氣隙磁導(dǎo)根據(jù)磁極對數(shù)按同樣規(guī)律變化，氣隙磁場同時(shí)作相同規(guī)律變化。由于原理上的要求，傳統(tǒng)磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的原副邊繞組需同置于一個(gè)槽內(nèi)，這樣除了通過氣隙的主磁場外，勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的漏磁場也會在副邊輸出繞組中感生電勢。這個(gè)電勢不隨轉(zhuǎn)角變化，使得輸出電勢中出現(xiàn)恒定分量，產(chǎn)生誤差。所以傳統(tǒng)磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器難以達(dá)到和環(huán)變式旋轉(zhuǎn)變壓器同樣的精度水平，特別是一對極磁的阻式旋轉(zhuǎn)變壓器。但由于它的可靠性更高，因而在對可靠性要求嚴(yán)格的場合還是被選擇、被大量采用。

3、為了提高精度，解決原副邊繞組置放于同一槽內(nèi)的問題，出現(xiàn)了一種新的結(jié)構(gòu)形式，稱作為斜環(huán)型轉(zhuǎn)子磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器。斜環(huán)型轉(zhuǎn)子是圓柱形，定轉(zhuǎn)子之間的氣隙是均勻的，屬于均勻氣隙型轉(zhuǎn)子。如圖1所示，斜環(huán)型轉(zhuǎn)子磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的定子部分分為三段，兩端的定子鐵心1a和傳統(tǒng)電機(jī)一樣，由帶有均勻分布的多個(gè)齒槽的硅鋼沖片疊成，用于嵌置輸出繞組r1，中間的磁軛1b由環(huán)狀導(dǎo)磁材料加工構(gòu)成。勵(lì)磁繞組r2是環(huán)形，置放于定子鐵心1a的中間。圖2a是一對極的斜環(huán)型轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖，總體形狀為圓柱形，其中a是結(jié)構(gòu)固緊部件，由非導(dǎo)磁金屬材料構(gòu)成，b是轉(zhuǎn)子磁極、磁路，c是轉(zhuǎn)軸。圖2b是作為磁極、磁路的轉(zhuǎn)子部分，呈斜環(huán)形，由整體的導(dǎo)磁材料構(gòu)成。圖2c是作為磁極、磁路的斜環(huán)導(dǎo)磁體的軸向視圖。斜環(huán)形轉(zhuǎn)子的兩端分別對應(yīng)兩個(gè)定子鐵心，以作為磁通通路；其中徑向氣隙是均勻的。但由于轉(zhuǎn)子磁路是以斜環(huán)形對應(yīng)定子鐵心，在這樣的結(jié)構(gòu)形狀下，在軸向上，轉(zhuǎn)子對應(yīng)定子鐵心的面積是變化的。氣隙磁場的分布變化，取決于氣隙磁導(dǎo)的變化。磁導(dǎo)的大小是由導(dǎo)磁率、磁路長度和磁路面積決定，由下式(1)示出；磁通的表達(dá)式由下式(2)給出。

4、

5、φ(θ)＝f·λ(θ)??????????????(2)

6、式中，λ(θ)為氣隙磁導(dǎo)，θ為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角，s(θ)為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)，定轉(zhuǎn)子之間相應(yīng)的耦合面積，g(θ)為氣隙長度，μ0為空氣導(dǎo)磁率，f為磁勢，φ(θ)為對應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)的氣隙磁通。

7、斜環(huán)型轉(zhuǎn)子磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器固然實(shí)現(xiàn)了原副邊繞組分開置放的問題，但存在兩個(gè)新的缺欠，斜環(huán)型轉(zhuǎn)子不論是導(dǎo)磁體、還是作支撐固緊用部分都是由整體實(shí)心的金屬材料組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造加工困難，所以難以批量生產(chǎn)。另外，轉(zhuǎn)子是由整體金屬材料構(gòu)成，而旋轉(zhuǎn)變壓器的勵(lì)磁是頻率很高的交流電源，通常是10khz。整體的金屬材料是電的良導(dǎo)體，必定產(chǎn)生渦流。渦流會很大的影響性能，因此限制了它的推廣應(yīng)用。

8、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種新的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，能夠不會產(chǎn)生恒定分量和渦流，加工制造方便、成本低。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，包括：兩個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心、兩個(gè)定子鐵心、勵(lì)磁繞組、輸出繞組、轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛和定子導(dǎo)磁軛；

3、各所述轉(zhuǎn)子鐵心依次同軸設(shè)置，各所述定子鐵心依次同軸設(shè)置，所述轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心一一對應(yīng)設(shè)置，每個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心形成一對或多對磁極，兩個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心之間設(shè)置有轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛，所述定子導(dǎo)磁軛和勵(lì)磁繞組設(shè)置于兩個(gè)所述定子鐵心之間，所述輸出繞組繞制于定子鐵心上。

4、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)子鐵心由多個(gè)轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，所述轉(zhuǎn)子沖片包括沖片本體以及位于沖片本體外周緣上的凸起部，所述凸起部的外周緣與定子鐵心之間的氣隙磁場按正弦規(guī)律分布。

5、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述沖片本體呈圓環(huán)狀，所述沖片本體包括第一半圓環(huán)部和第二半圓環(huán)部，所述凸起部位于第二半圓環(huán)部的外周緣上。

6、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述凸起部呈對稱設(shè)置于第二半圓環(huán)部的外周緣上，且所述凸起部的外周緣到第二半圓環(huán)部的外周緣的距離從凸起部與第二半圓環(huán)部相連的一端到相連的另一端先逐漸增大再逐漸減小。

7、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述凸起部設(shè)置有多個(gè)且均勻分布于沖片本體上。

8、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心形成一對磁極，且兩個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心的磁極在徑向上互為180°電角度設(shè)置。

9、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心形成四對磁極，且兩個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心的磁極在徑向上互為360°電角度設(shè)置。

10、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述旋轉(zhuǎn)變壓器還包括用于安裝轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛的轉(zhuǎn)軸。

11、在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，所述旋轉(zhuǎn)變壓器還包括用于將轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛固定在轉(zhuǎn)軸上的固定圈。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，既可以達(dá)到高可靠性、成本低，加工性能良好，沒有渦流，易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的效果，又完全可以獲得與繞線式旋轉(zhuǎn)變壓器同樣的性能。

技術(shù)特征：

1.一種雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，包括：兩個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心、兩個(gè)定子鐵心、勵(lì)磁繞組、輸出繞組、轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛和定子導(dǎo)磁軛；

2.如權(quán)利要求1所述的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵心由多個(gè)轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，所述轉(zhuǎn)子沖片包括沖片本體以及位于沖片本體外周緣上的凸起部，所述凸起部的外周緣與定子鐵心之間的氣隙磁場按正弦規(guī)律分布。

3.如權(quán)利要求2所述的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述沖片本體呈圓環(huán)狀，所述沖片本體包括第一半圓環(huán)部和第二半圓環(huán)部，所述凸起部位于第二半圓環(huán)部的外周緣上。

4.如權(quán)利要求3所述的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述凸起部呈對稱設(shè)置于第二半圓環(huán)部的外周緣上，且所述凸起部的外周緣到第二半圓環(huán)部的外周緣的距離從凸起部與第二半圓環(huán)部相連的一端到相連的另一端先逐漸增大再逐漸減小。

5.如權(quán)利要求2所述的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述凸起部設(shè)置有多個(gè)且均勻分布于沖片本體上。

6.如權(quán)利要求1所述的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，每個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心形成一對磁極，且兩個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心的磁極在徑向上互為180°電角度設(shè)置。

7.如權(quán)利要求1所述的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，每個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心形成四對磁極，且兩個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心的磁極在徑向上互為360°電角度設(shè)置。

8.如權(quán)利要求8所述的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)變壓器還包括用于安裝轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛的轉(zhuǎn)軸。

9.如權(quán)利要求1所述的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)變壓器還包括用于將轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛固定在轉(zhuǎn)軸上的固定圈。

10.如權(quán)利要求1所述的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)變壓器還包括用于安裝定子鐵心的機(jī)殼。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，包括：兩個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心、兩個(gè)定子鐵心、勵(lì)磁繞組、輸出繞組、轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛和定子導(dǎo)磁軛；各所述轉(zhuǎn)子鐵心依次同軸設(shè)置，各所述定子鐵心依次同軸設(shè)置，所述轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心一一對應(yīng)設(shè)置，每個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心形成一對或多對磁極，兩個(gè)所述轉(zhuǎn)子鐵心之間設(shè)置有轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁軛，所述定子導(dǎo)磁軛和勵(lì)磁繞組設(shè)置于兩個(gè)所述定子鐵心之間，所述輸出繞組繞制于定子鐵心上。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的雙凸極磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器，既可以達(dá)到高可靠性、成本低，加工性能良好，沒有渦流，易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的效果，又完全可以獲得與繞線式旋轉(zhuǎn)變壓器同樣的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：曲家騏,田原,王婧雯,孫東海,霍海寬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海贏雙電機(jī)科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21