专利名称：用于高转速的旋转变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种传感器，特别是涉及ー种用于高转速的旋转变压器。
技术背景当前，高速电主轴及混合动カ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，限制了其測量精度的提高，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。另ー方面，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エ艺复杂、生产成本高，因为其成本过高的原因也限制了其在一般エ业伺服中的应用
实用新型内容
针对现有技术上的不足，本实用新型的目的是提供ー种用于高转速的旋转变压器，使得其能够满足ー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，同时又是ー种具有较低成本优势的、能够应用于一般エ业伺服电机系统的中的速度及位置传感器。本实用新型的技术方案如下ー种用于高转速的旋转变压器，其由外壳的转轴、凸极式转子铁芯、齿槽式旋变定子铁芯、定子轭部铁芯、绕组引线、转子轭部铁芯、凸极式定子铁芯、环形铁芯组成；环形铁芯通过转子轭部铁芯与所述凸极式转子铁芯连接，凸极式定子铁芯通过定子轭部铁芯与齿槽式旋变定子铁芯连接；所述环形铁芯与所述凸极式定子铁芯为同一径向平面设置，所述凸极式转子铁芯与所述齿槽式旋变定子铁芯为同一径向平面设置，且所述凸极式定子铁芯与所述齿槽式旋变定子铁芯沿轴向并列设置。进ー步地，所述用于高转速的旋转变压器是ー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，其实用新型的重点是此种结构的磁路结构和磁场分布形式。使用本实用新型方法可以提供ー种用于高转速的旋转变压器，解决了现有旋变产品中ー些精度或可靠性等方面的不足之处，其能够应用于超高速、強振动的环境中，因具有低成本的价格优势也可以使用于一般エ业伺服系统中。是ー种基于新原理、新结构的编码器，具有广阔的市场应用前景。
以下结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式
的详细描述，将使本实用新型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I为本实用新型一种用于高转速的旋转变压器实施方式结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、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，进ー步阐述本实用新型。为了更进ー步了解本实用新型的特征，请參阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附图式仅提供參考与说明之用，并非用来对本实用新型的保护范围加以限制。 參见图1，图I是本实用新型的用于高转速的旋转变压器的结构示意图，其为由设于一外壳4内的转轴I、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、定子轭部铁芯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。凸极式定子铁芯上8的激励绕组10在通入正弦激励电压信号后产生主磁通，通过环形铁芯9进入转子轭部铁芯5，而后进入凸极式转子铁芯2，形成有效的成正弦函数状态分布的气隙磁密。凸极式转子铁芯2与齿槽式旋变定子铁芯3为同一径向平面设置，凸极式转子铁芯2的外部轮廓线形状为通过磁场仿真计算而得到的具有特殊凸起式轮廓线形状，目的是为了使齿槽式旋变定子铁芯内孔气隙中磁感应強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，正余弦输出绕组在凸极式转子铁芯在外侧气隙空间内交变的主磁通作用下感应出成正余弦函数规律变化的电压信号。转子轭部铁芯5和定子轭部铁芯7都是由含硅量高的铁基材料构成，其仅仅作为本旋转变压器中有效主磁通磁路走势的通道，引导主磁通按预先设计的路线通过，其目的是最大限度的利用主磁通，因其含硅量高的的特点，故能够降低轭部铁芯的导电性能，増加其电阻率，因此具有降低轭部铁芯的涡流，減少损耗的作用。凸极式定子铁芯8与齿槽式旋变定子铁芯3沿轴向并列放置，激励绕组和输出绕组分开绕制，能够有效減少激励绕组和正余弦输出绕组相互间的电磁耦合干扰问题，提高旋转变压器的測量精度，以期满足各种旋转伺服系统的高精度要求。从图I中可以看出本实施案例的结构层次，上述各部件通过转轴I和机壳4分别组装成分体的旋转变压器转子和定子，各绕组引线6—包括两组SIN、C0S输出信号绕组和输入激磁绕组都从旋转变压器定子中机売上引出。由上述对本实用新型实施案例的说明可以看到，使用本实用新型方法可以对研发出一系列用于高转速的旋转变压器，以解决现有旋变产品中ー些精度或可靠性等方面的不足之处，使其能够应用于超高速、強振动的环境中，又因其具有结构简单、低成本的价格优势而广泛应用于一般エ业伺服系统中。[0017]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施案例的限制，上述实施案例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用 新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.用于高转速的旋转变压器，其特征在于，其由外壳的转轴、凸极式转子铁芯、齿槽式旋变定子铁芯、定子轭部铁芯、绕组引线、转子轭部铁芯、凸极式定子铁芯、环形铁芯组成；环形铁芯通过转子轭部铁芯与所述凸极式转子铁芯连接，凸极式定子铁芯通过定子轭部铁芯与齿槽式旋变定子铁芯连接；所述环形铁芯与所述凸极式定子铁芯为同一径向平面设置，所述凸极式转子铁芯与所述齿槽式旋变定子铁芯为同一径向平面设置，且所述凸极式定子铁芯与所述齿槽式旋变定子铁芯沿轴向并列设置。
2.根据权利要求I所述的种用于高转速的旋转变压器，其特征在于，所述转子轭部铁芯和定子轭部铁芯由含娃铁材构成。
专利摘要本实用新型公开了一种用于高转速的旋转变压器，其结构中共包括齿槽式旋变定子铁芯及其正余弦输出绕组、凸极式铁芯及其激励绕组、以及凸极式转子铁芯、定转子轭部铁芯、环形铁芯等，所述齿槽式旋变定子铁芯为旋转变压器的正余弦输出绕组的安装铁芯，且为其提供耦合磁路，所述凸极式铁芯为激励绕组的安装铁芯，所述凸极式转子铁芯为通过磁场仿真后而进行特殊设计，具有使气隙磁场具有正线分布特性的凸式轮廓线结构。本实用新型解决了如高速主轴、电动汽车等一些具有超高速、强振动的特殊行业的旋转伺服系统使用的编码器难题，为上述的系统提供高可靠性、高精度的速度及位置信号反馈元件。
文档编号H02K1/24GK202663205SQ20122001477
公开日2013年1月9日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者凌世茂, 许志锋, 曲家骐 申请人:上海赢双电机有限公司