斜环状转子轴向变磁阻式旋转变压器的研究

本课题提出一种新型斜环状转子轴向变磁阻式旋转变压器电磁构架，采用变换定、转子轴向耦合面积变磁阻的方法，目的在于使其具有较强的抗偏心能力，理论上可以提高一对极磁阻式旋转变压器的测角精度。适用于高震动、强电磁干扰高精度测角系统。. 本轴向变磁阻式旋变结构与电磁原理与其它已有旋变相比，具有特殊性。.本课题主要研究内容包括：转子导磁环状磁路与定子耦合面积随转角的函数变化规律研究；信号绕组与励磁绕组的正交关系磁场研究；采用解析推导与三维磁场有限元方法相结合的方法进行磁场反问题分析；优化转子导磁环形状拟合函数研究；减少电势包络线波形的谐波量，从而达到降低函数误差与零位误差的研究等。.通过该种旋变研究的深入进行，使其理论体系具有完整性，对我国的磁阻式旋变的基础理论研究作出贡献。

本课题提出了一种一对极新型磁阻式旋转变压器的原理模型。该种模型打破了传统磁阻式旋变通过变化的气隙长度改变磁阻原理，而采用改变磁路耦合面积而变磁阻原理。在旋变的基础电磁理论上具有突破意义，并填补了国内该研究领域空白。对该种旋变进一步深入、持久的研究将对我国开辟出一种新型高精度旋转变压器的产生重要影响。.磁阻式旋转变压器作为高精度速度及位置传感器具有转子无绕组、无齿槽结构，适用于震动、干扰较为严重的场合，如：电动汽车、空间探索、航空领域、数控机床等高精度位置伺服、速度伺服领域。.本课题提出的斜环状转子导磁结构磁阻式旋转变压器采用定子激磁绕组与信号绕组正交放置结构，转子采用斜环状导磁材料通过改变定转子耦合面积而改变磁路磁阻原理，达到输出两相电势信号随转子位置呈现正弦变化规律。.课题在以下几方面进行了深入研究，并得到多项成果：（1）一对极斜环导磁转子磁阻式旋变变磁阻电磁原理研究。. 采用解析法对变磁阻机理进行推导，得到改变耦合面积进行变磁阻的可能性。（2）一对极斜环导磁转子磁阻式旋变基本电磁结构研究。. 为构造产生耦合面积变化的磁场与磁路，本课题确定了定子采用激磁绕组水平放置而信号绕组垂直放置，进而在铁心中呈现轴向磁路的定子模型。同时确定了转子采用斜环状导磁结构的转子模型。.（3）通过理论推导验证该结构原理正确性。分别采用解析法以及有限元法验证了采用该种结构可以变化磁阻的正确性。并产生符合与旋变位置呈正弦关系的两相正交电势信号。而精度在理论范围之内可控。.（4）探讨零位误差与函数误差产生机理，并进行结构优化。 通过分析得出采用改变定子上下齿高度可以减小零位误差以及函数误差。并找到最佳结构。.（5）探讨得出该种结构一对极磁阻式旋变具有强的抗偏心能力。（6）制作样机并进行了实验验证。在研究过程中得到如下创新性成果：.（1）得到转子导磁波带函数呈与位置角度的正弦变化关系可以得到精度高的输出电势信号的突破性结论。.（2）正弦变化的转子导磁波带理论为实现构建多对极轴向磁路磁阻式旋转变压器原理样机提供了可能。.（3）制作样机过程中找到了突破批量制作瓶颈的解决方法。为实现该种类旋变我国的批量生产奠定了基础。.在课题完成过程中，以第一作者在本领域共发表EI检索（包括录用）文章6篇，以第一发明人申请国家发明专利3项。