一種定轉子軸向長度不同的無接觸式旋轉變壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及旋轉變壓器技術領域，尤其涉及一種無接觸式旋轉變壓器。
【背景技術】
[0002]在一般的旋轉運動中，運動部件在軸承的支撐下，只做旋轉運動。靜止部分和轉動部分之間軸向的相對位置是不做變化的。但在某些特殊場合下，除了要求運動部件做旋轉運動之外，還需做軸向運動。這就要求與之相配的速度和位置傳感元件，也必須有這樣功能。旋轉變壓器是用在做旋轉運動時的角度位置和旋轉速度的傳感器。傳統旋轉變壓器的結構和原理只適應做旋轉運動，而不能同時允許軸向移動，否則參數和性能會發生變化、變壞，而無法起到應有的作用。
[0003]旋轉變壓器一般包括無接觸式旋轉變壓器和無接觸式旋轉變壓器，而早期的有刷旋變目前已被淘汰，退出應用。與無接觸式旋轉變壓器相比較，無接觸式旋轉變壓器結構復雜，構成可軸向運動的形式難度更大、更加不易。無接觸式旋轉變壓器的轉子上沒有繞組，輸出、輸入繞組都在同一套定子槽內。但無接觸式旋轉變壓器有兩套磁路和繞組系統，一套磁路和繞組系統和傳統的旋轉變壓器一樣，稱為旋變系統；還有一套同心式的環形變壓器，同樣有自己獨立的定轉子磁路和繞組系統，稱為環變系統。通常形式的無接觸式旋轉變壓器如圖1所示，其中A表示旋變部分，B表示環變部分。一般的無接觸式旋轉變壓器通常包括旋變轉子1、機殼2、旋變定子3、引出線4、引線塞5、環變定子鐵芯6、環變定子繞組7、環變轉子繞組8、環變轉子鐵芯9、轉軸10。圖2是無接觸旋轉變壓器的原理圖，其中C表示旋變部分，D表示環變部分。無接觸式的轉子上雖然有繞組，但其電信號的輸入、輸出是通過環變實現的，這也就實現了無接觸。
[0004]從圖1可以看出，旋轉變壓器無法做軸向運動，如果有了軸向位移，定轉子之間磁路無法對齊，磁路耦合情況發生變化，電磁參數和性能都會發變化，定轉子之間無法感應。尤其是環變部分，由于環變軸向磁路較窄，更難以工作。如圖3所示，定轉子的磁中心線不相重和，這時隨著轉子軸向位移的加大，彼此相覆蓋的面積逐漸減小。與定轉子軸向鐵芯中心相重合時相比，由于親合面積減小，輸出信號減小、電氣誤差變大，其他電磁參數也要相應發生變化。若軸向變化過大，以至于彼此脫離，那時就沒有耦合了，更無法工作。可以看出，當存在圖3這種在有軸向偏移時，如何確定鐵芯軸向長度的尺寸和結構，使之仍實現彼此鐵芯的覆蓋面積不變、磁路計算理論尺寸不變，以保持電磁參數不變、性能不變，是解決問題的關鍵。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于，提供一種定轉子軸向長度不同的無接觸式旋轉變壓器，解決以上技術問題。
[0006]本實用新型所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現:
[0007]—種定轉子軸向長度不同的無接觸式旋轉變壓器，包括旋變定子和旋變轉子、環變定子鐵芯和環變定子繞組、環變轉子鐵芯和環變轉子繞組；
[0008]所述旋變定子鐵芯軸向長度和所述旋變轉子鐵芯軸向長度不同；
[0009]所述環變定子鐵芯的軸向長度和所述環變轉子鐵芯的軸向長度不同；
[0010]在旋變部分，所述旋變定子和所述旋變轉子的關系公式如下:
[0011]Lc= LD+Lx+(2 ?4) δ ⑴
[0012]其中，Le為旋變定子或旋變轉子中較長一方鐵芯軸向長度；
[0013]LD為旋變定子或旋變轉子中較短一方鐵芯軸向長度；
[0014]Lx為軸向運動時的最大距離；
[0015]δ為氣隙長度；
[0016]在環變部分，所述環變定子鐵芯、環變定子繞組、環變轉子鐵芯、環變轉子繞組之間的關系公式如下:
[0017]環變定子繞組的置放空間寬度bhsr:b hsr= b hrr+Lx (2)
[0018]環變定子軸向總長度Lhs:L hs= b hsr+2bhs (3)
[0019]環變轉子軸向總長度Lhr:L hr= 2L x+bhrr+2bhs+ Δ (4)
[0020]其中，bhs為環變定子鐵芯一側端環軸向寬度；
[0021]bh?為環變轉子繞組置放的空間寬度；
[0022]Lx為軸向運動時的最大距離；
[0023]Δ = (1 ?2)mm0
[0024]本實用新型考慮到整機應用中，由于結構、尺寸配合及加工精度的問題，可能造成軸向尺寸不精確。所以取Λ作為加長裕度，以作補償。
[0025]在所有軸向運動中，較長一方鐵芯必須完全覆蓋較短一方鐵芯，本實用新型采用上述方式確定鐵芯長度，使得在有軸向偏移時，定子和轉子彼此覆蓋的面積仍能保持不變，同時解決由于軸向偏移帶來的計算中問題，確定合適的、正確的幾何尺寸，實現性能不變、參數不變。
[0026]采用上述原則的旋轉變壓器，作為角度、速度傳感器使用時，允許除做旋轉運動夕卜，同時可在一定范圍內做軸向運動，而其參數和性能保持不變。
[0027]在所述旋變定子鐵芯軸向長度和所述旋變轉子鐵芯軸向長度不同時，可以根據具體情況選擇長短，但是優選采用所述旋變轉子鐵芯軸向長度長于所述旋變定子鐵芯軸向長度。
[0028]在所述環變定子鐵芯的軸向長度和所述環變轉子鐵芯的軸向長度不同時，環變定子繞組的置放空間寬度長于環變轉子繞組的置放空間寬度，以適應磁路需要。
[0029]有益效果:由于采用了上述技術方案，本實用新型設計的旋轉變壓器，在允許除做旋轉運動外，同時可在一定范圍內做軸向運動，而其參數和性能保持不變。
【附圖說明】
[0030]圖1為常規形式的無接觸式旋轉變壓器的內部結構示意圖；
[0031]圖2為無接觸式旋轉變壓器的原理圖；
[0032]圖3為常規形式的無接觸式旋轉變壓器定轉子之間有軸向移動時位置變化情況示意圖；
[0033]圖4a)為定轉子鐵芯軸向中心線一致時的位置示意圖；
[0034]圖4b)為轉子軸向向左移動最大時的位置示意圖；
[0035]圖4c)為轉子軸向向右移動最大時的位置示意圖；
[0036]圖5為無接觸式旋轉變壓器在采用長轉子時的結構尺寸示意圖；
[0037]圖6為定轉子鐵芯不等時的磁場示意圖。
【具體實施方式】
[0038