一種旋轉(zhuǎn)變壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機控制與檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種旋轉(zhuǎn)變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]很多情況下，電機控制系統(tǒng)需要使用轉(zhuǎn)子位置傳感器獲知電機轉(zhuǎn)子位置才能實現(xiàn)對電機的精準(zhǔn)控制。正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器是其中一種廣泛使用的轉(zhuǎn)子位置傳感器，其工作方式為:其定子和轉(zhuǎn)子側(cè)分別布置有勵磁輸入繞組和勵磁接收繞組，兩者構(gòu)成環(huán)形變壓器，在其勵磁輸入繞組中通以一定頻率和幅值的交流勵磁電壓，在勵磁接收繞組中會感生出一定的交流電壓，為與其并聯(lián)的轉(zhuǎn)子勵磁繞組供電，進行轉(zhuǎn)子勵磁，通過布置于定子側(cè)的相互正交的正、余弦輸出繞組感測轉(zhuǎn)子磁場的位置。
[0003]同時，在很多情況下，電機控制系統(tǒng)也需要檢測電機轉(zhuǎn)子的溫度信息，進行必要的降額或保護處理，以免轉(zhuǎn)子溫升過高損壞絕緣或造成永磁體退磁，通常采用的轉(zhuǎn)子溫度檢測方式大都需要額外的溫度檢測設(shè)備，這會使得系統(tǒng)復(fù)雜性增強，成本大幅增加。
[0004]因此，如何開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高的集成轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子溫度檢測的裝置成為一個迫切需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有電機控制系統(tǒng)在檢測電機轉(zhuǎn)子的位置和溫度信息方面所存在的問題，本發(fā)明的目在于提供一種可用于電機轉(zhuǎn)子的位置和溫度信息檢測的旋轉(zhuǎn)變壓器。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0007]—種旋轉(zhuǎn)變壓器，所述旋轉(zhuǎn)變壓器至少包括定子和轉(zhuǎn)子兩個部分，所述定子和轉(zhuǎn)子分別至少含有繞組和鐵磁材料，所述旋轉(zhuǎn)變壓器中開放轉(zhuǎn)子勵磁繞組。
[0008]優(yōu)選的，所述繞組至少含有:
[0009]—對分別布置于定子上的勵磁輸入繞組和轉(zhuǎn)子上的勵磁接收繞組，兩者構(gòu)成環(huán)形變壓器；
[0010]—布置于轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子勵磁繞組，與勵磁接收繞組相連并由其供電；
[0011]—對布置于定子的用于感測轉(zhuǎn)子磁場的相互正交的正弦輸出繞組，余弦輸出繞組；
[0012]其中定子側(cè)繞組于定子上設(shè)有引出線端，轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁接收繞組于轉(zhuǎn)子上設(shè)有引出線端。
[0013]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)子勵磁繞組與勵磁接收繞組并聯(lián)。
[0014]優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子側(cè)還含有一與轉(zhuǎn)子勵磁繞組正交的自短路的補償繞組。
[0015]優(yōu)選的，所述旋轉(zhuǎn)變壓器中轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁接收繞組的引出線連接感溫元件，并為其供電，對轉(zhuǎn)子的溫度進行非接觸式檢測。
[0016]本發(fā)明提供的方案在位置傳感用正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，開放轉(zhuǎn)子勵磁繞組，通過接入布置于轉(zhuǎn)子的阻抗敏感型感溫元件，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子溫度集成檢測，無需再配置額外的溫度檢測設(shè)備，使得整個系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0017]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明。
[0018]圖1為本發(fā)明實施例中提供的旋轉(zhuǎn)變壓器的電氣結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例中旋轉(zhuǎn)變壓器實現(xiàn)轉(zhuǎn)子測溫功能配線示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0021]本實例通過在正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，開放轉(zhuǎn)子勵磁繞組，用于接入布置于轉(zhuǎn)子的阻抗敏感型感溫元件，以此來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子溫度集成檢測，同時具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高的優(yōu)點。
[0022]參見圖1，其所是為本實施例中旋轉(zhuǎn)變壓器的電氣結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可知旋轉(zhuǎn)變壓器主要包括以下部分:
[0023]含有定子和轉(zhuǎn)子兩個部分，而定子和轉(zhuǎn)子分別含有繞組和鐵磁材料。
[0024]其中的繞組含有:
[0025]一對分別布置于定子上的勵磁輸入繞組S1-S2和轉(zhuǎn)子上的勵磁接收繞組R1-R2，兩者構(gòu)成環(huán)形變壓器；
[0026]一布置于轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子勵磁繞組R3-R4，與繞組R1-R2并聯(lián)，且由其供電；
[0027]一對布置于定子的用于感測轉(zhuǎn)子磁場的相互正交的正弦輸出繞組S3-S4，余弦輸出繞組S5-S6;
[0028]其中定子側(cè)繞組于定子上設(shè)有引出線端，用于連接外部電路，實現(xiàn)由外部電路供電;轉(zhuǎn)子側(cè)繞組R1-R2于轉(zhuǎn)子上設(shè)有引出線端，用于實現(xiàn)非接觸式的轉(zhuǎn)子溫度檢測。
[0029]在此基礎(chǔ)上，本旋轉(zhuǎn)變壓器在其轉(zhuǎn)子側(cè)還可含有一與轉(zhuǎn)子勵磁繞組正交的自短路的補償繞組，由此來進一步提高本旋轉(zhuǎn)變壓器的可靠性和穩(wěn)定性。
[0030]由此構(gòu)成旋轉(zhuǎn)變壓器，將具有轉(zhuǎn)子位置檢測功能，可用于感測同軸安裝的電機轉(zhuǎn)子位置。
[0031]在進行電機轉(zhuǎn)子位置檢測時，首先在旋轉(zhuǎn)變壓器中的勵磁輸入繞組S1-S2中通以一定頻率和幅值的交流勵磁電壓；
[0032]由此，在勵磁接收繞組R1-R2中會感生出一定的交流電壓，為與其并聯(lián)的轉(zhuǎn)子勵磁繞組供電；
[0033]接著，進行轉(zhuǎn)子勵磁，通過解調(diào)布置于定子側(cè)的相互正交的正、余弦輸出繞組S3-S4、S5-S6的輸出電壓信號，獲取轉(zhuǎn)子的位置信息。
[0034]進一步的，由于本旋轉(zhuǎn)變壓器同時開放了轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁接收繞組，使其同時具有轉(zhuǎn)子溫度檢測功能，并為非接觸式的檢測方式。
[0035]為此，本旋轉(zhuǎn)變壓器利用開放的轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁接收繞組(其于轉(zhuǎn)子上設(shè)的引出線端)，額外接入布置在同軸轉(zhuǎn)子側(cè)的感溫元件，通過監(jiān)測定子勵磁輸入繞組的電壓、電流，識別感溫元件阻抗，進而獲取轉(zhuǎn)子溫度，從而實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子溫度的集成檢測。
[0036]參見圖2，其所示為基于上述原理，利用本旋轉(zhuǎn)變壓器實現(xiàn)轉(zhuǎn)子測溫功能配線示意圖。
[0037]由圖可知，在本旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子勵磁接收繞組R1-R2的引出線與固定于同軸電機轉(zhuǎn)子100上的阻抗敏感型感溫元件200相連接，并為其供電。
[0038]其中，本實施例使用感溫元件200為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)。
[0039]由此，可依靠檢測旋轉(zhuǎn)變壓器中勵磁輸入繞組S1-S2的電壓、電流來識別轉(zhuǎn)子勵磁接收繞組所接入感溫元件的阻抗，并根據(jù)其溫度阻抗特性獲取轉(zhuǎn)子溫度。
[0040]基于上述方案形成的旋轉(zhuǎn)變壓器將集成轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子溫度檢測功能。其在同時使用位置檢測和轉(zhuǎn)子溫度功能時，其定子勵磁輸入繞組電流將含有兩個分量，其中一個分量是轉(zhuǎn)子勵磁電流，該分量在工作過程中基本保持不變；另一分量是轉(zhuǎn)子感溫元件負(fù)載電流，是流過感溫元件的實際電流按變壓器原則折算到勵磁繞組的供電電流。
[0041]由此通過監(jiān)測轉(zhuǎn)子感溫元件負(fù)載電流，以及輸入勵磁繞組的輸入電壓，按照變壓器阻抗變換關(guān)系，可以得到轉(zhuǎn)子感溫元件的阻抗，再根據(jù)其溫度阻抗特性獲取轉(zhuǎn)子溫度。
[0042]具體地，標(biāo)記勵磁輸入繞組交流電壓為Vs，勵磁輸入繞組中轉(zhuǎn)子感溫元件負(fù)載電流分量為Is_ntc，NTC的阻值是溫度t的函數(shù)，記為Rntc(t)，轉(zhuǎn)子勵磁接收繞組和定子勵磁輸入繞組的電壓變比為Nr/Ns，根據(jù)變壓器阻抗變換原理可得:
[0043]Rntc(t) = (Nr/Ns)'2 X (Vs/Is_ntc)
[0044]因此，通過觀測勵磁輸入繞組的電壓、電流，通過上述公式就可以計算得到Rntc(t)的值，通過NTC的溫度特性曲線，查表或計算即可得出NTC附近的轉(zhuǎn)子溫度t。
[0045]由上可知，本旋轉(zhuǎn)變壓器實現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子溫度集成檢測，且具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高的優(yōu)點。
[0046]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種旋轉(zhuǎn)變壓器，所述旋轉(zhuǎn)變壓器至少包括定子和轉(zhuǎn)子兩個部分，所述定子和轉(zhuǎn)子分別至少含有繞組和鐵磁材料，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)變壓器中開放轉(zhuǎn)子勵磁繞組。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述繞組至少含有: 一對分別布置于定子上的勵磁輸入繞組和轉(zhuǎn)子上的勵磁接收繞組，兩者構(gòu)成環(huán)形變壓器； 一布置于轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子勵磁繞組，與勵磁接收繞組相連并由其供電； 一對布置于定子的用于感測轉(zhuǎn)子磁場的相互正交的正弦輸出繞組，余弦輸出繞組； 其中定子側(cè)繞組于定子上設(shè)有引出線端，轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁接收繞組于轉(zhuǎn)子上設(shè)有引出線端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子勵磁繞組與勵磁接收繞組并聯(lián)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子側(cè)還含有一與轉(zhuǎn)子勵磁繞組正交的自短路的補償繞組。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)變壓器中轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁接收繞組的引出線連接感溫元件，并為其供電，對轉(zhuǎn)子的溫度進行非接觸式檢測。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)變壓器，涉及電機控制與檢測技術(shù)領(lǐng)域，其至少包括定子和轉(zhuǎn)子兩個部分，而定子和轉(zhuǎn)子分別至少含有繞組和鐵磁材料，其中旋轉(zhuǎn)變壓器中開放轉(zhuǎn)子勵磁繞組。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器可以用于感測同軸安裝的電機轉(zhuǎn)子位置，同時開放了轉(zhuǎn)子側(cè)勵磁接收繞組，可以額外接入布置在同軸轉(zhuǎn)子側(cè)的阻抗敏感型感溫元件，通過監(jiān)測定子勵磁輸入繞組的電壓、電流，識別感溫元件阻抗，進而獲取轉(zhuǎn)子溫度，從而實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子溫度的集成檢測。
【IPC分類】H02K11/25, H01F27/40, H01F27/28, H01F38/18, H02K11/21
【公開號】CN105469966
【申請?zhí)枴緾N201610020425
【發(fā)明人】劉春龍, 黃洪劍
【申請人】上海吉億電機有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2016年1月12日