模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器及应用方法

本发明涉及旋转变压器，尤其涉及一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器及应用方法。

背景技术：

1、永磁磁阻旋转变压器相较传统旋转变压器结构进一步简化，并且不需要通过包络线解调即可直接由正余弦输出得到角度及速度信息。同时，其利用电机反电动势原理输出正余弦信号，随转速提高幅值增大进而提高输出角度精度，利于高速电机的控制。

2、但是，这种传统永磁磁阻旋转变压器在实际的运用过程中性能受到输出的总谐波失真(total harmonic distortion，thd)的影响，可以通过设置其他线圈，进行相互作用减少上述影响，但是无疑增加了线圈连接的复杂性。

技术实现思路

1、本发明提供一种模块化磁通切换永磁型(flux switching permanent magnet，fspm)磁阻式旋转变压器及应用方法，用以解决现有技术中的缺陷，减少了输出的总谐波失真。

2、第一方面，本发明提供一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，包括：1个pr极转子、zs个定子单元模块、对极定子正弦绕组、对极定子余弦绕组以及机械支撑件；每个定子单元模块包括一个单相集中绕组、一对相邻的硅钢齿以及一个永磁体；所述单相集中绕组包裹住相邻的硅钢齿，所述永磁体内嵌在相邻的硅钢齿之间；

3、所述机械支撑件用于支撑稳固所述定子单元模块；并且，

4、

5、其中，zs表示定子单元模块的数量，pr表示转子极数，a表示角度适应比，并且a＝1、2或3。

6、根据本发明提供的一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，所述机械支撑件由碳纤维构成。

7、根据本发明提供的一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，所述旋转变压器不具有定子轭部结构。

8、第二方面，本发明还提供一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，所述旋转变压器包括：1个pr极转子、zs个定子单元模块、对极定子正弦绕组、对极定子余弦绕组以及机械支撑件；每个定子单元模块包括一个单相集中绕组、一对相邻的硅钢齿以及一个永磁体；所述单相集中绕组包裹住相邻的硅钢齿，所述永磁体内嵌在相邻的硅钢齿之间；所述机械支撑件用于支撑稳固所述定子单元模块；并且，

9、利用预设匹配公式调整定子单元模块的数量实现与不同转子极数的适配；所述预设匹配公式为：

10、

11、其中，zs表示定子单元模块的数量，pr表示转子极数，a表示角度适应比，并且a＝1、2或3。

12、根据本发明提供的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，还包括：以反电动势的总谐波失真最小为目标，确定旋转变压器的定子齿极弧角度。

13、根据本发明提供的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，还包括：通过改变永磁体的极性与单相集中绕组的连接方式，改变定子单元模块的类型；所述定子单元模块的类型包括n型单元和s型单元。

14、根据本发明提供的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，还包括：删除所述旋转变压器的定子轭部结构。

15、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法的步骤。

16、第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法的步骤。

17、本发明提供的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器及应用方法，通过设置定子单元模块应用于旋转变压器，并且去除了定子轭部结构，进一步地提出了定子单元模块数量和转子极数的配置方案，大大抑制了电动势中的谐波分量，降低了总谐波失真，丰富了磁场调制原理。

技术特征：

1.一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，其特征在于，包括：1个pr极转子、zs个定子单元模块、对极定子正弦绕组、对极定子余弦绕组以及机械支撑件；

2.根据权利要求1所述的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述机械支撑件由碳纤维构成。

3.根据权利要求1所述的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器，其特征在于，所述旋转变压器不具有定子轭部结构。

4.一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，其特征在于，所述旋转变压器包括：1个pr极转子、zs个定子单元模块、对极定子正弦绕组、对极定子余弦绕组以及机械支撑件；每个定子单元模块包括一个单相集中绕组、一对相邻的硅钢齿以及一个永磁体；所述单相集中绕组包裹住相邻的硅钢齿，所述永磁体内嵌在相邻的硅钢齿之间；所述机械支撑件用于支撑稳固所述定子单元模块；并且，

5.根据权利要求4所述的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求4所述的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求4所述的模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法，其特征在于，还包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求4至7任一项所述模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法的步骤。

9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4至7任一项所述模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器应用方法的步骤。

技术总结
本发明提供一种模块化磁通切换永磁型磁阻式旋转变压器及应用方法，其中旋转变压器包括：1个p<subgt;r</subgt;极转子、z<subgt;s</subgt;个定子单元模块、对极定子正弦绕组、对极定子余弦绕组以及机械支撑件；每个定子单元模块包括一个单相集中绕组、一对相邻的硅钢齿以及一个永磁体；所述单相集中绕组包裹住相邻的硅钢齿，所述永磁体内嵌在相邻的硅钢齿之间；所述机械支撑件用于支撑稳固所述定子单元模块。本发明通过设置定子单元模块应用于旋转变压器，并且去除了定子轭部结构，进一步地提出了定子单元模块数量和转子极数的配置方案，大大抑制了电动势中的谐波分量，降低了总谐波失真，丰富了磁场调制原理。

技术研发人员：喻锦程,米文源,罗伊逍,蔡政,赵飞
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14