非對(duì)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(jiǎn)單、可靠性高、輸出電壓幅值高和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),廣泛地應(yīng)用在交流伺服系統(tǒng)和電動(dòng)車(chē)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(shí),若定子齒數(shù)過(guò)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(duì)非對(duì)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(shí)驗(yàn)測(cè)試等問(wèn)題進(jìn)行了研究。
　　本文首先采用解析分析的方法研究了非對(duì)稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器

2、的工作原理。在轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)與相鄰齒間機(jī)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(shì)對(duì)輸出繞組感應(yīng)電勢(shì)的影響,引入了補(bǔ)償齒和補(bǔ)償繞組,得出了非對(duì)稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)。針對(duì)正余弦補(bǔ)償繞組匝數(shù)的計(jì)算問(wèn)題,推導(dǎo)出了解析計(jì)算的表達(dá)式。采用有限元計(jì)算的方法對(duì)定子四齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器和非對(duì)稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)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(shì)。計(jì)算結(jié)果表明,非對(duì)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(hào)。通過(guò)解析表達(dá)式計(jì)算得到的正余弦補(bǔ)償繞組匝數(shù)與有限元計(jì)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(bǔ)償齒的空間位置具有任意性。研究了非對(duì)稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題,采用有限元計(jì)算的方法對(duì)氣隙長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)子形狀、定子齒寬和定子補(bǔ)償齒高等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。在得到各個(gè)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(duì)稱齒磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的綜合優(yōu)化方案。最后分析了