小尺寸旋转变压器的齿槽配合及绕组选择方法 |
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申请号 | CN201710132525.4 | 申请日 | 2017-03-07 | 公开(公告)号 | CN106920666A | 公开(公告)日 | 2017-07-04 |
申请人 | 上海赢双电机有限公司; | 发明人 | 曲家骐; 许志锋; 高海龙; 张晓明; | ||||
摘要 | 本 发明 提供了一种小尺寸旋转 变压器 的 齿槽 配合及绕组选择方法,具体如下:首先,确定 定子 齿数和 转子 齿数,具体设置为:定子齿数为13,转子齿数为16;其次,定子绕组在所有的极对数下均采用 节距 为1的绕组形式,所有的绕组元件都是绕在某一个固定的齿上,元件彼此之间不相跨、不相交,每相绕组的元件数等于槽数,即每相13个元件,各元件 匝 数按设定规律分布。再次,转子绕组采用叠式等节距分布绕组,在极对数不同的情况下,根据设定规则确定相应的节距。本发明可以在达到小型化的 基础 上,方便地实现多种极对数产品及机绕和制造自动化。 | ||||||
权利要求 | 1.一种小尺寸旋转变压器的齿槽配合及绕组选择方法,其特征在于,具体如下: |
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说明书全文 | 小尺寸旋转变压器的齿槽配合及绕组选择方法技术领域背景技术[0002] 在原理上,旋转变压器可以归入电机一类,都是属于电磁感应原理。但旋转变压器不是像电机一样和功率、转矩联系在一起,而是作为传感组件,输出电气信号(精确的和转角有关的两相正交的正、余弦电压信号)来传感、或测量角度。因此信号的精确度非常重要。为了提高精度,通常都是通过这样几个方面来实现:①精密加工;②选择合理的定、转子槽数配合;③采用特殊绕组形式,在保证基波绕组系数的同时,尽量消除高次谐波的绕组系数;④加大尺寸提高槽数,以期改善气隙磁场波形,降低谐波分量。 [0003] 在通常的设计中,为实现极对数的提高,都是采用加大尺寸和增加齿槽数来实现的。但在小型化的要求下,仅仅依靠加大尺寸、增加齿槽数是不行的。若想实现多极化,困难很多。另外,为适合于计算机技术,极对数一般被要求为是2的N次方(1、2、4、8……)。因此,齿槽数和绕组形式选择和配合非常重要。选择不当,会使气隙磁场波形畸变很大,无用有害的谐波分量增加,电气误差加大、精度变低。正确的选择齿槽数和绕组形式,不但会使尺寸变小,气隙磁场基波磁通足够大、而有害的影响电气误差的其它次谐波足够小,保证精度。另外,传统的以人工手下线的形式已不能满足要求。 [0004] 优化齿槽配合、选择更好的方式方法,是非常重要的。在齿槽配合上,目前的通常选用的是定子槽数为11、转子槽数为20。这样的齿槽配合不合理,不论从消除谐波能力、还是从需要增加极对数的角度,都有局限性。定子11槽过少,变换极对数不方便;20槽消除谐波能力不够,构成2的倍数的极对数也不方便。定转子齿槽数分别为13和16时,就会大大改进、显示出优越性。 发明内容[0006] 本发明涉及一种小尺寸旋转变压器的齿槽配合及绕组选择方法,具体如下: [0007] 首先,确定定子齿数和转子齿数,具体设置为:定子齿数为13,转子齿数为16; [0008] 其次,定子绕组在所有的极对数下均采用节距为1的绕组形式,所有的绕组元件都是绕在某一个固定的齿上,元件彼此之间不相跨、不相交,每相绕组的元件数等于槽数,即每相13个元件,各元件匝数按设定规律分布。 [0009] 再次,转子绕组采用叠式等节距分布绕组,在极对数不同的情况下,根据设定规则确定相应的节距。 [0010] 优选的,所述定子上的定子绕组的节距为1,所述转子上的转子绕组为叠式等节距分布绕组。 [0011] 优选的,所述设定规律具体是: [0012] ①两相绕组在槽内的匝数分布按正弦和余弦规律分布; [0013] ②两相数据对称正交,彼此相差90°电角度; [0014] ③每个元件匝数不同,要求正负抵消的匝数尽可能的小。 [0015] 优选的,所述根据设定规则确定相应的节距,具体是指: [0016] 当转子绕组的极对数为1,所述转子绕组的节距为5; [0017] 当转子绕组的极对数为2,所述转子绕组的节距为3; [0018] 当转子绕组的极对数为4,所述转子绕组的节距为2; [0019] 当转子绕组的极对数为8,所述转子绕组的节距为1; [0020] 当转子绕组的极对数为3,所述转子绕组的节距为3; [0021] 当转子绕组的极对数为5,所述转子绕组的节距为3; [0022] 当转子绕组的极对数为7,所述转子绕组的节距为1。 [0023] 优选的,当转子绕组的极对数为1、2、4及3、5、7对极时,转子均为正交两项绕组;当转子绕组的极对数为8对极时,转子均为单项绕组。 [0024] 与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果: [0025] 本发明涉及的一种小尺寸旋转变压器的齿槽配合及绕组选择方法,能够使小尺寸的旋转变压器实现下述特点: [0026] (1)气隙磁场中基波分量大、谐波分量小,从而电气误差小、精度高; [0027] (2)特别容易构成2的N次方(1、2、4、8)的极对数的转子绕组; [0028] (3)也可容易构成3、5、7对极转子绕组,给出相应的绕组形式; [0029] (4)定子绕组节距不变,便于机绕加工。 [0030] (5)转子绕组节距不变,各元件匝数相等,便于机绕加工。 [0031] (6)转子绕组采用元件等极距、等匝数的绕组形式,便于绕制; [0033] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显: [0034] 图1为转子绕组为1对极时的绕组展开图; [0035] 图2为转子绕组为2对极时的绕组展开图; [0036] 图3为转子绕组为4对极时的绕组展开图; [0037] 图4为转子绕组为8对极时的绕组展开图; [0038] 图5为转子绕组为3对极时的绕组展开图; [0039] 图6为转子绕组为5对极时的绕组展开图; [0040] 图7为转子绕组为7对极时的绕组展开图; 具体实施方式[0041] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。 [0042] 本实施例提供了一种小尺寸旋转变压器的齿槽配合及绕组选择方法,具体如下: [0043] 首先,确定定子齿数和转子齿数,具体设置为:定子齿数为13,转子齿数为16; [0044] 其次,定子绕组在所有的极对数下均采用节距为1的绕组形式,所有的绕组元件都是绕在某一个固定的齿上,元件彼此之间不相跨、不相交,每相绕组的元件数等于槽数,即每相13个元件,各元件匝数按设定规律分布。 [0045] 再次,转子绕组采用叠式等节距分布绕组,在极对数不同的情况下,根据设定规则确定相应的节距。 [0046] 本实施例中,所述定子上的定子绕组的节距为1,所述转子上的转子绕组为叠式等节距分布绕组。 [0047] 本实施例中,所述设定规律具体是: [0048] ①两相绕组在槽内的匝数分布按正弦和余弦规律分布; [0049] ②两相数据对称正交,彼此相差90°电角度; [0050] ③每个元件匝数不同,要求正负抵消的匝数尽可能的小。 [0051] 本实施例中,所述根据设定规则确定相应的节距,具体是指: [0052] 在1对极时,从机器绕制方便和消除谐波能力两方面考虑,绕组节距取为5(在槽数为16时,极距为8,理论上节距最大可以取为8)。转子配置正交两相绕组。 [0053] 在2对极时,绕组节距取为3(2对极时,极距为4,最大绕组节距可以取为4),转子配置正交两相绕组。这样的配置兼顾可以得到高的绕组系数和消除谐波的能力。 [0054] 在4对极时,绕组节距取为2(4对极时,极距为2,绕组节距取为极距一样),转子配置正交两相绕组。这样的配置兼顾可以得到高的绕组系数和消除谐波的能力。 [0055] 在8对极时,绕组节距取为1(极距也为1)。转子为单相绕组。绕组简单,方便;绕组系数大。 [0056] 本实施例中,当转子绕组的极对数为1、2、4及3、5、7对极时,转子均为正交两项绕组;当转子绕组的极对数为8对极时,转子均为单项绕组。通过此设计,以更好消除因工艺因素产生的误差。 [0057] 表1给出转子绕组的基本参数,具体如下: [0058]极对数 1 2 4 8 3 5 7 节距 5 3 2 1 3 2 1 基波绕组系数 0.906 0.902 1.0 1.0 0.889 0.837 0.889 |