非對稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的研究.pdf

1、磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器作為電磁式位置傳感器,因其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、輸出電壓幅值高和價格便宜等優(yōu)點,廣泛地應(yīng)用在交流伺服系統(tǒng)和電動車領(lǐng)域。但是當(dāng)微小尺寸的磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用于狹小空間時,若定子齒數(shù)過多,繞組下線將十分困難。因此,本文研究了一種定子齒數(shù)最少的新型結(jié)構(gòu)磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器,對非對稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理、數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、誤差分析與實驗測試等問題進行了研究。
　　本文首先采用解析分析的方法研究了非對稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器

2、的工作原理。在轉(zhuǎn)子極對數(shù)與相鄰齒間機械角度的配合規(guī)律基礎(chǔ)上，得出了定子四齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)。為了消除非有效電勢對輸出繞組感應(yīng)電勢的影響,引入了補償齒和補償繞組,得出了非對稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)。針對正余弦補償繞組匝數(shù)的計算問題,推導(dǎo)出了解析計算的表達式。采用有限元計算的方法對定子四齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器和非對稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器進行了研究,分析了兩種磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的氣隙磁導(dǎo)和輸出繞組感應(yīng)電勢。計算結(jié)果表明,非對稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓

3、器可以輸出兩相正交、幅值相等的正余弦信號。通過解析表達式計算得到的正余弦補償繞組匝數(shù)與有限元計算篩選結(jié)果相吻合,證明了解析分析和數(shù)值分析的正確性。理論上，補償齒的空間位置具有任意性。研究了非對稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題,采用有限元計算的方法對氣隙長度、轉(zhuǎn)子形狀、定子齒寬和定子補償齒高等參數(shù)進行了優(yōu)化。在得到各個參數(shù)局部最優(yōu)值的基礎(chǔ)上，分析了局部最優(yōu)值與全局最優(yōu)值之間的關(guān)系,得出了非對稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的綜合優(yōu)化方案。最后分析了