CN101552122B - 双转子磁阻式旋转变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种双转子磁阻式旋转变压器。该双转子磁阻式旋转变压器由一个内外两环相套构成的一体化定子铁芯、输出和输入绕组、一个外转子铁芯及一个内转子铁芯组成。外转子铁芯的内侧凸极和对应的一体化定子铁芯的外环组成一个外转子磁阻式旋转变压器；内转子铁芯的外侧凸极和对应的一体化定子铁芯的内环组成一个内转子磁阻式旋转变压器。该双转子磁阻式旋转变压器适用于有两个旋转部件的双转子电机。该双转子磁阻式旋转变压器转子上没有绕组，为无刷结构，运行可靠，适合运行在较严酷的应用场合。

Description

双转子磁阻式旋转变压器
技术领域
本发明属于车用电机位置检测单元，涉及一种用于双转子电机的双转子磁阻式旋转变压器。
背景技术
当前，一种双转子电机被应用于新型混合动力汽车。现有技术中，双转子电机的位置检测需采用两个分立的旋转变压器，如图2所示。两旋转变压器的转子(7、12)分别安装在双转子电机的两转轴(14、13)上，两旋转变压器的定子(6、10)分别安装在双转子电机的定子机壳(9)的两端。当两旋转变压器的转子(7、12)随双转子电机的两转轴(14、13)旋转时，两旋转变压器的定子绕组的输出交流电压的幅值随各自的转子角位移呈正(余)弦规律变化，通过各自的RDC(旋变数字解码器)芯片解码得到相应转子(7、12)相对电机定子的转角位置信号。两个分立的旋转变压器(图2所示结构中，安装在双转子电机的两端)占用较多的轴向空间，使得电机的可用空间减小，输出功率降低。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，提供了一种内外径向式磁路结构的双转子磁阻式旋转变压器，来代替传统的双转子电机采用的两个分立的位置检测单元。该结构与双转子电机组成一体化的电机驱动***，使得车用双转子混合动力电机的位置检测单元结构紧凑、轴向空间减小，从而使得车用双转子混合动力电机的可用空间增加、输出功率提高。为达到上述目的，本发明采用下述技术方案。
一种双转子磁阻式旋转变压器，由齿槽式定子铁芯、输出和输入绕组、以及磁阻式转子铁芯构成。其特征在于：所述齿槽式定子铁芯为内外两环相套齿槽式铁芯构成的一体化定子铁芯；所述磁阻式转子铁芯为内外两转子铁芯，其中的一个外转子铁芯套在所述一体化铁芯外面，而另一个内转子铁芯处于所述一体化定子铁芯之内，三者为同一径向平面设置。
上述一体化定子铁芯的外环面和内环面都开有齿槽，两环之间设有隔磁环，使外环和内环的磁路相互独立，保证旋转变压器的精度不受磁耦合的影响。
上述外转子铁芯的内侧面与一体化定子铁芯的外环面构成正弦气隙，组成一个外转子磁阻式旋转变压器；内转子铁芯的外侧面与一体化定子铁芯的内环面构成正弦气隙，组成一个内转子磁阻式旋转变压器。
上述一体化定子铁芯的内环面的齿槽中设置对应于所述内转子铁芯的所述输出绕组和输入绕组；所述一体化定子铁芯的外环面的齿槽中设置对应于所述外转子铁芯的所述输出绕组和输入绕组；所述输出绕组和输入绕组为SIN、COS输出信号绕组和输入激磁信号绕组。
上述外转子铁芯与双转子电机的一个旋转组件连接，所述内转子铁芯与双转子电机的另一个旋转组件连接，所述一体化定子连接在双转子电机的固定组件上。
与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.双转子磁阻式旋转变压器的一体化定子、外转子铁芯、和内转子铁芯为同一径向平面设置，结构紧凑、占用较小的轴向空间，使得双转子混合动力复合永磁电机的可用空间增加、输出功率提高。2.双转子磁阻式旋转变压器的一体化定子铁芯的内环和外环齿槽中的SIN、COS输出信号绕组和输入激磁信号绕组的引线均由电机定子机壳一端引出，不需要电刷，可靠性高。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为现有的双转子电机及其传感器结构示意图。
图3为本发明的双转子旋转变压器在具有两个旋转部件的双转子电机中的安装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个优选实施例作进一步说明。
参见图1，本双转子磁阻式旋转变压器由齿槽式定子铁芯、输出和输入绕组、以及磁阻式转子铁芯构成。其特征在于：所述齿槽式定子铁芯为内外两环相套齿槽式铁芯构成的一体化定子铁芯；所述磁阻式转子铁芯为内外两转子铁芯，其中的一个外转子铁芯套在所述一体化铁芯外侧，而另一个内转子铁芯处于所述一体化定子铁芯之内，三者为同一径向平面设置。从图1中可以看出本实施例的结构层次，由内到外依次为内转子铁芯4、内外两环相套的一体化定子铁芯2和外转子铁芯5；外转子铁芯5内侧面为气隙磁导按正弦分布的凸极表面；一体化定子铁芯2的外环面和内环面都开有齿槽，两环之间设有隔磁环3，使外环和内环的磁路相互独立，保证磁阻式旋转变压器的精度不受磁耦合的影响；内转子铁芯4外侧面也为气隙磁导按正弦分布的凸极表面。
图3为本实施例的双转子磁阻式旋转变压器在双转子电机中的安装示意图，从图中可以看出其安装方式如下：双转子磁阻式旋转变压器的外转子铁芯5(可通过安装键槽)固定在双转子电机的外转子15上；双转子磁阻式旋转变压器的一体化定子铁芯2(内外环可用环氧浇铸成一体，并形成隔磁环)安装在双转子电机的机壳9内；双转子磁阻式旋转变压器内转子铁芯4(可通过安装键槽)固定在双转子电机的内转轴14上。双转子磁阻式旋转变压器的一体化定子铁芯2上的绕组(包括两组SIN、COS输出信号绕组和输入激磁绕组)都从双转子电机机壳9引出。

Claims (4)

1.一种双转子磁阻式旋转变压器，由齿槽式定子铁芯、输出和输入绕组、以及磁阻式转子铁芯构成，其特征在于：所述齿槽式定子铁芯为内外两环相套齿槽式铁芯构成的一体化定子铁芯(2)，该定子铁芯(2)的外环面和内环面都开有齿槽，两环之间设有隔磁环(3)，使外环和内环的磁路相互独立；所述磁阻式转子铁芯为内外两转子铁芯(5、4)，其中的一个外转子铁芯(5)套在所述一体化铁芯(2)外面，而另一个内转子铁芯(4)处于所述一体化定子铁芯(2)之内，三者为同一径向平面设置。
2.根据权利要求1所述的双转子磁阻式旋转变压器，其特征在于所述外转子铁芯(5)的内侧面与一体化定子铁芯(2)的外环面构成正弦气隙，组成一个外转子磁阻式旋转变压器；内转子铁芯(4)的外侧面与一体化定子铁芯(2)的内环面构成正弦气隙，组成一个内转子磁阻式旋转变压器。
3.根据权利要求1所述的双转子磁阻式旋转变压器，其特征在于所述一体化定子铁芯(2)的内环面的齿槽中设置对应于所述内转子铁芯(4)的所述输出绕组和输入绕组；所述一体化定子铁芯(2)的外环面的齿槽中设置对应于所述外转子铁芯(5)的所述输出绕组和输入绕组；所述输出绕组和输入绕组为SIN、COS输出信号绕组和输入激磁信号绕组。
4.根据权利要求1，2或3所述的双转子磁阻式旋转变压器，其特征在于所述外转子铁芯(5)与双转子电机的一个旋转组件(15)连接，所述内转子铁芯(4)与双转子电机的另一个旋转组件(14)连接，所述一体化定子铁芯(2)连接在双转子电机的固定组件(9)上。
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