一种旋转电机用旋转变压器.pdf

本发明公开了一种旋转电机用旋转变压器，包括保护壳，保护壳与外界物体固定连接，保护壳内包含定子与转子，定子与转子均为空心柱体，转子设置于定子的空心结构内，转子的空间结构内还包括转轴；转子与转轴固定连接，定子与保护壳固定连接，转子可随着转轴转动而相对于定子转动；定子电性连接至旋变引线，旋变引线获取转子的转速与相位信息，并将转速与相位信息传送出去。

1.  一种旋转电机用旋转变压器，其特征在于，包括保护壳(5)，所述保 护壳(5)与外界物体固定连接，所述保护壳(5)内包含定子(6)与转子 (7)，所述定子(6)与转子(7)均为空心柱体，所述转子(7)设置于定子 (6)的空心结构内，所述转子(7)的空间结构内还包括转轴(13)；所述转 子(7)与所述转轴(13)固定连接，所述定子(6)与所述保护壳(5)固定 连接，所述转子(7)可随着所述转轴(13)转动而相对于所述定子(6)转 动；所述定子(6)电性连接至旋变引线(2)，所述旋变引线(2)获取所述 转子(7)的转速与相位信息，并将所述转速与相位信息传送出去。

2.  根据权利要求1所述的一种旋转电机用旋转变压器，其特征在于，所 述转子(7)与所述转轴(13)固定连接，为所述转子(7)上有一转子凸键 (10)，所述转轴(13)上有一与所述转子凸键(10)对应的凹键，所述转子 (7)与所述转轴(13)之间通过所述转子凸键(10)及其对应的凹键之间的 连接而固定连接，所述转子(7)可随着所述转轴(13)转动而相对于所述定 子(6)转动；所述定子(6)与所述保护壳(5)固定连接，为所述定子 (6)上有一定子凸键(9)，所述保护壳(5)内侧有一与所述定子凸键(9) 对应的凹键，所述定子(6)与所述保护壳(5)之间通过所述定子凸键(9) 及其对应的凹键之间的连接而固定连接，所述定子(6)可在所述转轴(13) 转动时与所述保护壳(5)一同保持相对静止。

3.  根据权利要求1所述的一种旋转电机用旋转变压器，其特征在于，所 述转子(7)与所述转轴(13)固定连接，为所述转子(7)上有一转子凹键 (15)，所述转轴(13)上有一与所述转子凹键(15)对应的凸键，所述转子 (7)与所述转轴(13)之间通过所述转子凹键(15)及其对应的凸键之间的 连接而固定连接，所述转子(7)可随着所述转轴(13)转动而相对于所述定 子(6)转动；所述定子(6)与所述保护壳(5)固定连接，为所述定子 (6)上有一定子凹键(14)，所述保护壳(5)内侧有一与所述定子凹键 (14)对应的凸键，所述定子(6)与所述保护壳(5)之间通过所述定子凹 键(14)及其对应的凸键之间的连接而固定连接，所述定子(6)可在所述转 轴(13)转动时与所述保护壳(5)一同保持相对静止。

4.  根据权利要求2或3中任意一项所述的一种旋转电机用旋转变压器， 其特征在于，所述保护壳(5)与外界物体固定连接，为所述保护壳(5)通 过螺栓与外界物体固定连接；所述保护壳(5)横截面为圆形，所述保护壳 (5)包含至少一个定位圆孔(11)与多个腰形孔(12)，所述多个腰形孔 (12)在所述保护壳(5)上沿圆周线均匀排布；所述保护壳(5)通过固定 于所述多个腰形孔(12)中的螺栓与外界物体固定连接时，所述保护壳(5) 可以所述转轴(13)为轴进行小角度的转动。

5.  根据权利要求4所述的一种旋转电机用旋转变压器，其特征在于，所 述保护壳(5)上有通孔，所述旋变引线(2)通过所述通孔引出所述保护壳 (5)，所述旋变引线(2)外套有软管(3)，所述软管(3)靠近所述保护壳 (5)的一端有软管接头(4)，所述软管(3)通过将所述软管接头(4)插入 所述保护壳(5)上的通孔中而固定，所述旋变引线(2)的末端有旋变线接 口(1)，所述旋变线接口(1)可连接至外接设备并传送所述转子(7)的转 速与相位信息。

6.  根据权利要求5所述的一种旋转电机用旋转变压器，其特征在于，所 述保护壳(5)内还有灌封胶(8)，所述灌封胶(8)灌注于所述保护壳(5) 与所述定子(6)之间的空间，所述灌封胶(8)将所述保护壳(5)与所述定 子(6)以高强度进行固定并将所述保护壳(5)内部的空间与外部完全隔 离。

7.  根据权利要求6所述的一种旋转电机用旋转变压器，其特征在于，所 述旋变线接口(1)、所述旋变引线(2)、所述软管(3)、所述软管接头 (4)、所述保护壳(5)、所述定子(6)、所述转子(7)、所述灌封胶(8)构 成一个一体化模块，所述一体化模块在安装与维护时视为一个整体，不进行 进一步的拆解。

8.  根据权利要求5-7中任意一项所述的一种旋转电机用旋转变压器，其 特征在于，所述保护壳(5)上还有转轴伸出口(16)，所述转轴伸出口 (16)设置于与所述定子(6)、所述转子(7)均平行的所述保护壳(5)的 侧壁上，所述转轴伸出口(16)可在不拆卸所述保护壳(5)的情况下直接维 护所述转轴(13)。

一种旋转电机用旋转变压器
技术领域
本发明涉及电动机领域，特别地，涉及一种旋转电机用旋转变压器。
背景技术
随着永磁材料性能的不断提高，以及永磁驱动技术的日趋成熟，永磁牵 引电机得到快速发展。作为驱动系统控制和驱动永磁电机的关键零部件旋转 变压器(下文中简称为旋变)，其需求量越来越大，同时对其环境适应和可靠 性的要求也越来越高。因此，如何简化旋变安装维护要求，提高其环境适应 和可靠性，以满足各种工况和环境下的苛刻要求是推广永磁驱动系统应用的 关键之一。
现有技术中，安装旋变主要有以下几种方式：
一、将旋变安装在电机内部。此方法虽然避免了外界环境对旋变的影 响，但电机内部的高温和复杂的电磁环境对旋变影响大，而且如果旋变失 效，需将电机整体拆解才能更换；
二、将旋变安装在传动端的外部。此方法增加了轴伸的长度，而且如果 更换旋变，要将电机整体卸下，所以维护仍然不方便；
三、将旋变固定在电机非传动端端盖上。此方法应用较广泛。这种方法 每次调试旋变都要打开防护盖将旋变裸露在外面，不利于现场维护。
目前的旋变没有明确的定位功能，旋变安装位置相差大，调试旋变与电 机磁极对中工作量大，不利于批量生产；旋变定子和转子的安装不方便。如 果采用紧配合安装，拆装都不方便，如果采用松配合安装则需要额外的压紧 装置来提高旋变的抗振性能，因此也不利于应用在批量产品上；同时，维护 不方便，不但旋变本身拆装不方便，可能还涉及电机和传动系统拆卸；另 外，抗污染能力差，旋变电磁线裸露在空气中，一旦外部防护失效，旋变可 能很快失效。
针对现有技术中旋变安装定位不明确、对电机磁极调试的工作量过大、 安装拆卸复杂、维护繁琐的问题，目前尚未有有效的解决方案。
发明内容
针对现有技术中旋变安装定位不明确、对电机磁极调试的工作量过大、 安装拆卸复杂、维护繁琐的问题，本发明的目的在于提出一种旋转电机用旋 转变压器，能够固定旋变的安装位置、降低调试的工作量、安装拆卸简便快 捷、方便现场维护。
基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了一种旋转电机用旋转变压器。
根据本发明提供的永磁电机旋转变压器包括保护壳，保护壳与外界物体 固定连接，保护壳内包含定子与转子，定子与转子均为空心柱体，转子设置 于定子的空心结构内，转子的空间结构内还包括转轴；转子与转轴固定连 接，定子与保护壳固定连接，转子可随着转轴转动而相对于定子转动；定子 电性连接至旋变引线，旋变引线获取转子的转速与相位信息，并将转速与相 位信息传送出去。
其中，转子与转轴固定连接，为转子上有一转子凸键，转轴上有一与转 子凸键对应的凹键，转子与转轴之间通过转子凸键及其对应的凹键之间的连 接而固定连接，转子可随着转轴转动而相对于定子转动；定子与保护壳固定 连接，为定子上有一定子凸键，保护壳内侧有一与定子凸键对应的凹键，定 子与保护壳之间通过定子凸键及其对应的凹键之间的连接而固定连接，定子 可在转轴转动时与保护壳一同保持相对静止。
其中，转子与转轴固定连接，为转子上有一转子凹键，转轴上有一与转 子凹键对应的凸键，转子与转轴之间通过转子凹键及其对应的凸键之间的连 接而固定连接，转子可随着转轴转动而相对于定子转动；定子与保护壳固定 连接，为定子上有一定子凹键，保护壳内侧有一与定子凹键对应的凸键，定 子与保护壳之间通过定子凹键及其对应的凸键之间的连接而固定连接，定子 可在转轴转动时与保护壳一同保持相对静止。
上述保护壳与外界物体固定连接，为保护壳通过螺栓与外界物体固定连 接；保护壳横截面为圆形，保护壳包含至少一个定位圆孔与多个腰形孔，多 个腰形孔在保护壳上沿圆周线均匀排布；保护壳通过固定于多个腰形孔中的 螺栓与外界物体固定连接时，保护壳可以转轴为轴进行小角度的转动。
并且，保护壳上有通孔，旋变引线通过通孔引出保护壳，旋变引线外套 有软管，软管靠近保护壳的一端有软管接头，软管通过将软管接头插入保护 壳上的通孔中而固定，旋变引线的末端有旋变线接口，旋变线接口可连接至 外接设备并传送转子的转速与相位信息。
并且，保护壳内还有灌封胶，灌封胶灌注于保护壳与定子之间的空间， 灌封胶将保护壳与定子以高强度进行固定并将保护壳内部的空间与外部完全 隔离。
并且，旋变线接口、旋变引线、软管、软管接头、保护壳、定子、转 子、灌封胶构成一个一体化模块，一体化模块在安装与维护时视为一个整 体，不进行进一步的拆解。
上述保护壳上还有转轴伸出口，转轴伸出口设置于与定子、转子均平行 的保护壳的侧壁上，转轴伸出口可在不拆卸保护壳的情况下直接维护转轴。
从上面所述可以看出，本发明提供的技术方案通过使用固定位置的保护 壳为旋变提供定位，提高安装一致性与精密性，降低了安装与调试的工作 量；将大部分组件一体化，便于安装维护；密集的内部封装是电机免受外界 环境干扰，提高防护与抗震效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性 劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明实施例的永磁电机旋转变压器的保护壳结构横向剖面 图；
图2为根据本发明实施例的永磁电机旋转变压器的定子与转子结构横向 剖面图；
图3为根据本发明实施例的永磁电机旋转变压器的另一种定子与转子结 构横向剖面图；
图4为根据本发明实施例的永磁电机旋转变压器的整体结构纵向剖面 图；
图5为根据本发明实施例的永磁电机旋转变压器中，保护壳包括转轴伸 出口的整体结构纵向剖面图。
上述附图中包括以下附图标记：1为旋变线接口，2为旋变引线，3为软 管，4为软管接头，5为保护壳，6为定子，7为转子，8为灌封胶，9为定子 凸键，10为转子凸键，11为定位圆孔，12为腰形孔，13为转轴，14为定子 凹键，15为转子凹键，16为转轴伸出口。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进一步进行清楚、完整、详 细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种旋转电机用旋转变压器。
如图1与图2所示，根据本发明的实施例的永磁电机旋转变压器包括保 护壳5，保护壳5与外界物体固定连接，保护壳5内包含定子6与转子7，定 子6与转子7均为空心柱体，转子7设置于定子6的空心结构内，转子7的 空间结构内还包括转轴13；转子7与转轴13固定连接，定子6与保护壳5 固定连接，转子7可随着转轴13转动而相对于定子6转动；定子6电性连接 至旋变引线2，旋变引线2获取转子7的转速与相位信息，并将转速与相位 信息传送出去。
在一个实施例中，如图2所示，转子7与转轴13固定连接，为转子7上 有一转子凸键10，转轴13上有一与转子凸键10对应的凹键，转子7与转轴 13之间通过转子凸键10及其对应的凹键之间的连接而固定连接，转子7可 随着转轴13转动而相对于定子6转动；定子6与保护壳5固定连接，为定子 6上有一定子凸键9，保护壳5内侧有一与定子凸键9对应的凹键，定子6与 保护壳5之间通过定子凸键9及其对应的凹键之间的连接而固定连接，定子 6可在转轴13转动时与保护壳5一同保持相对静止。
在另一个实施例中，如图3所示，转子7与转轴13固定连接，为转子7 上有一转子凹键15，转轴13上有一与转子凹键15对应的凸键，转子7与转 轴13之间通过转子凹键15及其对应的凸键之间的连接而固定连接，转子7 可随着转轴13转动而相对于定子6转动；定子6与保护壳5固定连接，为定 子6上有一定子凹键14，保护壳5内侧有一与定子凹键14对应的凸键，定 子6与保护壳5之间通过定子凹键14及其对应的凸键之间的连接而固定连 接，定子6可在转轴13转动时与保护壳5一同保持相对静止。
这两种固定连接方式都能很好地对定子6与转子7的相对运动方式进行 限定，避免转子7与转轴13之间、以及定子6与保护壳5之间发生相对滑 动，影响转速与相位数据检测的效果。
上述保护壳5与外界物体固定连接，为保护壳5通过螺栓与外界物体固 定连接；保护壳5横截面为圆形，保护壳5包含至少一个定位圆孔11与多个 腰形孔12，多个腰形孔12在保护壳5上沿圆周线均匀排布；保护壳5通过 固定于多个腰形孔12中的螺栓与外界物体固定连接时，保护壳5可以转轴 13为轴进行小角度的转动。
将旋转变压器安装到电机上时，定子6与电机定子的位置关系是固定 的，转子7与电机转子的位置关系也是固定的。当电机中各零件加工精度足 够高是，旋变安装后可不进行调试。如果电机中各零件加工精度达不到旋变 免调试的要求，旋变的机械角度误差仍然会非常小，此时使用多个腰形孔12 可降低调试的工作量，提高旋变调试效率。
在进行调试与维护时，可能需要在小范围内调整保护壳5的位置与姿 态，此时可通过多个腰形孔12与螺栓的固定来完成。螺栓可在保证保护壳5 所在大范围位置不发生改变的前提下，通过改变螺栓的松紧程度调节其在多 个腰形孔12中的位置，进而微调保护壳5的位置与姿态。在进行安装调试 时，可仅使用多个腰形孔12而不使用多个定位圆孔11进行调试，在调试完 成后使用多个定位圆孔11进行精确定位，可确保保护壳5在工作状态下不会 因震动而造成位移或形变。在进行维护时，先解除多个定位圆孔11的锁紧状 态进行维护，维护完毕后再重新使用多个定位圆孔11为保护壳5定位，不需 要拆开保护壳5。
如图4所示，保护壳5上有通孔，旋变引线2通过通孔引出保护壳5， 旋变引线2外套有软管3，软管3靠近保护壳5的一端有软管接头4，软管3 通过将软管接头4插入保护壳5上的通孔中而固定，旋变引线2的末端有旋 变线接口1，旋变线接口1可连接至外接设备并传送转子7的转速与相位信 息。
并且，保护壳5内还有灌封胶8，灌封胶8灌注于保护壳5与定子6之 间的空间，灌封胶8将保护壳5与定子6以高强度进行固定并将保护壳5内 部的空间与外部完全隔离。灌封胶8将定子6与转子7完全与外界环境隔 离，具有极佳的防尘、防震、抗污染效果。
并且，旋变线接口1、旋变引线2、软管3、软管接头4、保护壳5、定 子6、转子7、灌封胶8构成一个一体化模块，一体化模块在安装与维护时视 为一个整体，不进行进一步的拆解。一体化模块为生产、安装与维护工作提 供了方便性，其中任意一个部件出现故障可通过直接更换整个模块完成，避 免了在现在拆解，提高了工作效率。
如图5所示，上述保护壳5上还有转轴伸出口16，转轴伸出口16设置 于与定子6、转子7均平行的保护壳5的侧壁上，转轴伸出口16可在不拆卸 保护壳5的情况下直接维护转轴13。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过使用固定位置的保护壳 为旋变提供定位，提高安装一致性与精密性，降低了安装与调试的工作量； 将大部分组件一体化，便于安装维护；密集的内部封装是电机免受外界环境 干扰，提高防护与抗震效果。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例 而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。