一种产业化磁阻式旋转变压器的制造方法
一种产业化磁阻式旋转变压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种为新能源汽车驱动系统配套使用的产业化磁阻式旋转变压器。
【背景技术】
[0002]电动汽车产业是21世纪世界四大高新技术之一，是节能、环保及可持续发展的朝阳产业。目前各国都非常重视电动汽车的发展，磁阻式旋转变压器以其结构简单，价格低廉，可靠性高等优点，已经成为电动汽车中所用位置传感器和速度传感器的必然选择。
[0003]目前国内具有磁阻式旋转变压器的研制能力，也有系列化产品，但都处于小批量、多品种的供货状态，批量生产能力和国外先进水平差距较远，产业化实现方面还是一穷二白，因此开展磁阻式旋转变压器产业化研宄，开发系列货架产品，实现批量生产，已成为亟待解决的问题。
[0004]影响磁阻式旋转变压器产业化的设计关键技术是转子齿极的形状和定子绕组型式。目前转子磁极形状的精确确定一般通过磁场反问题进行求解，以得到理想的信号，但是转子齿极形状函数关系复杂，冲制模具则更为复杂。定子绕组在结构上包含一套励磁绕组，一套正弦输出绕组，一套余弦输出绕组。励磁绕组相对简单，两相输出绕组在各槽中的匝数及绕向不尽相同，要保证两相绕组的电磁对称性，下线时要进行换位处理和补偿绕组预置，导致生产效率较低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种能适应批量化产品制造技术发展，满足产品持续稳定供货要求的产业化磁阻式旋转变压器。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:包括定子与转子；转子为对称弧形花瓣状的铁心，通过冲片自扣叠装而成，其中弧形花瓣的个数即极对数；定子通过带有若干个齿槽的冲片自扣叠装而成，定子上绕制励磁绕组与输出绕组，输出绕组包括正弦输出绕组与余弦输出绕组；所述的转子每转过一个弧形花瓣，气隙磁导变化一个周期，则输出电压幅值变化一个周期，转子转过一周的输出电压幅值变化周期数等于转子的弧形花瓣数。
[0007]所述的转子为按照偏心原理设计，拟合电磁场优化后的凸极转子形状。
[0008]所述的励磁绕组在定子的齿根部依次正反相间串联绕制；所述的余弦输出绕组在定子的齿顶部依次隔齿正反相间串联绕制；所述的正弦输出绕组与余弦输出绕组交错，在定子的另一半齿顶部依次隔齿反正相间串联绕制。
[0009]所述的励磁绕组，正弦输出绕组与余弦输出绕组在定子每齿上的匝数相等。
[0010]所述的弧形花瓣状的凸起部分和凹进部分为相互相切的圆弧形状。
[0011]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:转子齿极的形状采用对称弧形花瓣状，形状简单，精度高，容易加工；定子上绕制励磁绕组与输出绕组，当励磁绕组施加交流励磁电压时，正弦输出绕组和余弦输出绕组中分别产生感应电压，输出绕组下线简单，具有结构合理，性能可靠，下线效率高等特点。本实用新型定、转子结构简单，绕组型式简单，成本低，适合大批量生产。
[0012]进一步的，本实用新型转子为按照偏心原理设计，拟合电磁场优化的凸极转子形状，弧形花瓣状的凸起部分和凹进部分为相互相切的圆弧形状，在形状简单的基础上提高了磁阻式旋转变压器的精度。
[0013]进一步的，本实用新型正弦输出绕组与余弦输出绕组不在定子的同一齿上，电磁参数完全对称，且励磁绕组和输出绕组分别在齿的上下端，绕组间杂散电容大大减少，输出电压恒定且分量基本削弱，大大降低了电气误差。
【附图说明】
[0014]图1本实用新型6对极变压器结构不意图:(a)侧视图；(b)左视图；
[0015]图2本实用新型磁阻式旋转变压器的电气原理图；
[0016]图3借助电磁场设计软件优化的4对极凸极转子形状示意图；
[0017]图4本实用新型4对极凸极转子形状示意图；
[0018]图5本实用新型4对极变压器绕组连接示意图；
[0019]附图中:1-转子；2_输出绕组；3_励磁绕组；4_定子；5_包封材料；6_引出线。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
[0021]参见图1(a)，图1(b)，本实用新型由定子4和转子I两大部分组成，转子I为对称弧形花瓣状的铁心，通过冲片自扣叠装而成。转子I铁心上不带绕组，其弧形花瓣的个数就是极对数；定子4主体铁心由带有一定齿槽的冲片自扣叠装而成，励磁绕组3、输出绕组2通过自动绕线绕制在定子4铁心上。本实用新型外部通过包封材料5密闭，定子4和转子I向外延伸设置引出线6。参见图2，当励磁绕组R1R3施加交流励磁电压时，正弦输出绕组S2S4，余弦输出绕组S1S3中分别产生感应电压。本实用新型的转子I每转过一个弧形花瓣，气隙磁导变化一个周期，则输出电压幅值就变化一个周期，转子转过一周，输出电压幅值变化的周期数等于转子弧形花瓣数。
[0022]参见图3，图4，与借助电磁场设计软件优化的4对极凸极转子形状相比，本实用新型为按照偏心原理设计并与图3拟合后的4对极凸极转子形状。本实用新型转子I的外圆表面均匀设置有4个弧形花瓣，弧形花瓣的凸起部分和凹进部分均为相互相切的圆弧形状。
[0023]参见图5，本实用新型磁阻式旋转变压器定子的下线方法，励磁绕组R1R3位于齿根部，每齿上匝数相等，从第I个齿开始依次正反相间串联下线至第16个齿上反向下线引出；输出绕组位于齿顶部，每齿上匝数相等，余弦输出绕组S1S3在齿顶部从第I个齿开始依次隔齿正反相间串联下线至第15个齿上反向下线引出，正弦输出绕组S2S4在齿顶部从第2个齿开始依次隔齿反正相间串联下线至第16个齿上正向下线引出。本实用新型利用上述下线方法，极适合自动下线，很大程度上提高了生产效率，并降低了产品的生产成本，具有结构简单合理，性能可靠，下线效率高等特点。
[0024]本实用新型公开了一种磁阻式旋转变压器的产业化产品设计关键技术，适应批量化产品制造技术发展，满足产品的持续稳定供货要求。一是提供了精度高、形状简单、容易加工的转子齿极形状；二是提供了高效且符合正弦绕组设计规律的新型绕组型式，大大降低了电气误差。
【主权项】
1.一种产业化磁阻式旋转变压器，其特征在于:包括定子⑷与转子⑴；转子⑴为对称弧形的铁心，通过冲片自扣叠装而成，其中弧形的个数即极对数；定子⑷通过带有若干个齿槽的冲片自扣叠装而成，定子(4)上绕制励磁绕组(3)与输出绕组(2)，输出绕组(2)包括正弦输出绕组与余弦输出绕组；所述的转子(I)每转过一个弧形，气隙磁导变化一个周期，则输出电压幅值变化一个周期，转子(I)转过一周的输出电压幅值变化周期数等于转子(I)的弧形数。2.根据权利要求1所述的产业化磁阻式旋转变压器，其特征在于:所述的转子(I)为按照偏心原理设计，拟合电磁场优化后的凸极转子形状。3.根据权利要求1所述的产业化磁阻式旋转变压器，其特征在于:所述的励磁绕组(3)在定子(4)的齿根部依次正反相间串联绕制；所述的余弦输出绕组在定子(4)的齿顶部依次隔齿正反相间串联绕制；所述的正弦输出绕组与余弦输出绕组交错，在定子(4)的另一半齿顶部依次隔齿反正相间串联绕制。4.根据权利要求1或3所述的产业化磁阻式旋转变压器，其特征在于:所述的励磁绕组(3)，正弦输出绕组与余弦输出绕组在定子(4)每齿上的匝数相等。5.根据权利要求1所述的产业化磁阻式旋转变压器，其特征在于:所述的弧形的凸起部分和凹进部分为相互相切的圆弧形状。
【专利摘要】一种产业化磁阻式旋转变压器，包括定子与转子；转子为对称弧形花瓣状的铁心，通过冲片自扣叠装而成，其中弧形花瓣的个数即极对数；定子通过带有若干个齿槽的冲片自扣叠装而成，定子上绕制励磁绕组与输出绕组，输出绕组包括正弦输出绕组与余弦输出绕组；所述的转子每转过一个弧形花瓣，气隙磁导变化一个周期，则输出电压幅值变化一个周期，转子转过一周的输出电压幅值变化周期数等于转子的弧形花瓣数。本实用新型不仅提供了精度高、形状简单、容易加工的转子齿极形状，而且提供了高效且符合正弦绕组设计规律的新型绕组型式，大大降低了电气误差，适应批量化产品制造技术的发展，满足产品的持续稳定供货要求。
【IPC分类】H02K1/06, H01F38/18, H02K3/12
【公开号】CN204695950
【申请号】CN201520181897
【发明人】樊君莉, 南悦, 井秀华
【申请人】西安微电机研究所
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年3月27日
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种为新能源汽车驱动系统配套使用的产业化磁阻式旋转变压器。
【背景技术】
[0002]电动汽车产业是21世纪世界四大高新技术之一，是节能、环保及可持续发展的朝阳产业。目前各国都非常重视电动汽车的发展，磁阻式旋转变压器以其结构简单，价格低廉，可靠性高等优点，已经成为电动汽车中所用位置传感器和速度传感器的必然选择。
[0003]目前国内具有磁阻式旋转变压器的研制能力，也有系列化产品，但都处于小批量、多品种的供货状态，批量生产能力和国外先进水平差距较远，产业化实现方面还是一穷二白，因此开展磁阻式旋转变压器产业化研宄，开发系列货架产品，实现批量生产，已成为亟待解决的问题。
[0004]影响磁阻式旋转变压器产业化的设计关键技术是转子齿极的形状和定子绕组型式。目前转子磁极形状的精确确定一般通过磁场反问题进行求解，以得到理想的信号，但是转子齿极形状函数关系复杂，冲制模具则更为复杂。定子绕组在结构上包含一套励磁绕组，一套正弦输出绕组，一套余弦输出绕组。励磁绕组相对简单，两相输出绕组在各槽中的匝数及绕向不尽相同，要保证两相绕组的电磁对称性，下线时要进行换位处理和补偿绕组预置，导致生产效率较低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种能适应批量化产品制造技术发展，满足产品持续稳定供货要求的产业化磁阻式旋转变压器。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:包括定子与转子；转子为对称弧形花瓣状的铁心，通过冲片自扣叠装而成，其中弧形花瓣的个数即极对数；定子通过带有若干个齿槽的冲片自扣叠装而成，定子上绕制励磁绕组与输出绕组，输出绕组包括正弦输出绕组与余弦输出绕组；所述的转子每转过一个弧形花瓣，气隙磁导变化一个周期，则输出电压幅值变化一个周期，转子转过一周的输出电压幅值变化周期数等于转子的弧形花瓣数。
[0007]所述的转子为按照偏心原理设计，拟合电磁场优化后的凸极转子形状。
[0008]所述的励磁绕组在定子的齿根部依次正反相间串联绕制；所述的余弦输出绕组在定子的齿顶部依次隔齿正反相间串联绕制；所述的正弦输出绕组与余弦输出绕组交错，在定子的另一半齿顶部依次隔齿反正相间串联绕制。
[0009]所述的励磁绕组，正弦输出绕组与余弦输出绕组在定子每齿上的匝数相等。
[0010]所述的弧形花瓣状的凸起部分和凹进部分为相互相切的圆弧形状。
[0011]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:转子齿极的形状采用对称弧形花瓣状，形状简单，精度高，容易加工；定子上绕制励磁绕组与输出绕组，当励磁绕组施加交流励磁电压时，正弦输出绕组和余弦输出绕组中分别产生感应电压，输出绕组下线简单，具有结构合理，性能可靠，下线效率高等特点。本实用新型定、转子结构简单，绕组型式简单，成本低，适合大批量生产。
[0012]进一步的，本实用新型转子为按照偏心原理设计，拟合电磁场优化的凸极转子形状，弧形花瓣状的凸起部分和凹进部分为相互相切的圆弧形状，在形状简单的基础上提高了磁阻式旋转变压器的精度。
[0013]进一步的，本实用新型正弦输出绕组与余弦输出绕组不在定子的同一齿上，电磁参数完全对称，且励磁绕组和输出绕组分别在齿的上下端，绕组间杂散电容大大减少，输出电压恒定且分量基本削弱，大大降低了电气误差。
【附图说明】
[0014]图1本实用新型6对极变压器结构不意图:(a)侧视图；(b)左视图；
[0015]图2本实用新型磁阻式旋转变压器的电气原理图；
[0016]图3借助电磁场设计软件优化的4对极凸极转子形状示意图；
[0017]图4本实用新型4对极凸极转子形状示意图；
[0018]图5本实用新型4对极变压器绕组连接示意图；
[0019]附图中:1-转子；2_输出绕组；3_励磁绕组；4_定子；5_包封材料；6_引出线。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
[0021]参见图1(a)，图1(b)，本实用新型由定子4和转子I两大部分组成，转子I为对称弧形花瓣状的铁心，通过冲片自扣叠装而成。转子I铁心上不带绕组，其弧形花瓣的个数就是极对数；定子4主体铁心由带有一定齿槽的冲片自扣叠装而成，励磁绕组3、输出绕组2通过自动绕线绕制在定子4铁心上。本实用新型外部通过包封材料5密闭，定子4和转子I向外延伸设置引出线6。参见图2，当励磁绕组R1R3施加交流励磁电压时，正弦输出绕组S2S4，余弦输出绕组S1S3中分别产生感应电压。本实用新型的转子I每转过一个弧形花瓣，气隙磁导变化一个周期，则输出电压幅值就变化一个周期，转子转过一周，输出电压幅值变化的周期数等于转子弧形花瓣数。
[0022]参见图3，图4，与借助电磁场设计软件优化的4对极凸极转子形状相比，本实用新型为按照偏心原理设计并与图3拟合后的4对极凸极转子形状。本实用新型转子I的外圆表面均匀设置有4个弧形花瓣，弧形花瓣的凸起部分和凹进部分均为相互相切的圆弧形状。
[0023]参见图5，本实用新型磁阻式旋转变压器定子的下线方法，励磁绕组R1R3位于齿根部，每齿上匝数相等，从第I个齿开始依次正反相间串联下线至第16个齿上反向下线引出；输出绕组位于齿顶部，每齿上匝数相等，余弦输出绕组S1S3在齿顶部从第I个齿开始依次隔齿正反相间串联下线至第15个齿上反向下线引出，正弦输出绕组S2S4在齿顶部从第2个齿开始依次隔齿反正相间串联下线至第16个齿上正向下线引出。本实用新型利用上述下线方法，极适合自动下线，很大程度上提高了生产效率，并降低了产品的生产成本，具有结构简单合理，性能可靠，下线效率高等特点。
[0024]本实用新型公开了一种磁阻式旋转变压器的产业化产品设计关键技术，适应批量化产品制造技术发展，满足产品的持续稳定供货要求。一是提供了精度高、形状简单、容易加工的转子齿极形状；二是提供了高效且符合正弦绕组设计规律的新型绕组型式，大大降低了电气误差。
【主权项】
1.一种产业化磁阻式旋转变压器，其特征在于:包括定子⑷与转子⑴；转子⑴为对称弧形的铁心，通过冲片自扣叠装而成，其中弧形的个数即极对数；定子⑷通过带有若干个齿槽的冲片自扣叠装而成，定子(4)上绕制励磁绕组(3)与输出绕组(2)，输出绕组(2)包括正弦输出绕组与余弦输出绕组；所述的转子(I)每转过一个弧形，气隙磁导变化一个周期，则输出电压幅值变化一个周期，转子(I)转过一周的输出电压幅值变化周期数等于转子(I)的弧形数。2.根据权利要求1所述的产业化磁阻式旋转变压器，其特征在于:所述的转子(I)为按照偏心原理设计，拟合电磁场优化后的凸极转子形状。3.根据权利要求1所述的产业化磁阻式旋转变压器，其特征在于:所述的励磁绕组(3)在定子(4)的齿根部依次正反相间串联绕制；所述的余弦输出绕组在定子(4)的齿顶部依次隔齿正反相间串联绕制；所述的正弦输出绕组与余弦输出绕组交错，在定子(4)的另一半齿顶部依次隔齿反正相间串联绕制。4.根据权利要求1或3所述的产业化磁阻式旋转变压器，其特征在于:所述的励磁绕组(3)，正弦输出绕组与余弦输出绕组在定子(4)每齿上的匝数相等。5.根据权利要求1所述的产业化磁阻式旋转变压器，其特征在于:所述的弧形的凸起部分和凹进部分为相互相切的圆弧形状。
【专利摘要】一种产业化磁阻式旋转变压器，包括定子与转子；转子为对称弧形花瓣状的铁心，通过冲片自扣叠装而成，其中弧形花瓣的个数即极对数；定子通过带有若干个齿槽的冲片自扣叠装而成，定子上绕制励磁绕组与输出绕组，输出绕组包括正弦输出绕组与余弦输出绕组；所述的转子每转过一个弧形花瓣，气隙磁导变化一个周期，则输出电压幅值变化一个周期，转子转过一周的输出电压幅值变化周期数等于转子的弧形花瓣数。本实用新型不仅提供了精度高、形状简单、容易加工的转子齿极形状，而且提供了高效且符合正弦绕组设计规律的新型绕组型式，大大降低了电气误差，适应批量化产品制造技术的发展，满足产品的持续稳定供货要求。
【IPC分类】H02K1/06, H01F38/18, H02K3/12
【公开号】CN204695950
【申请号】CN201520181897
【发明人】樊君莉, 南悦, 井秀华
【申请人】西安微电机研究所
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年3月27日
最新回复(0)