轴向磁场双通道共磁路磁阻式旋转变压器解耦分析及误差抑制方法研究

基本信息
批准号:51377031
项目类别:面上项目
资助金额:82.00
负责人:尚静
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:齐超,刘承军,赵博,王昊,王永博,赵振威,王建飞,李婷婷
关键词:
轴向磁场误差抑制双通道旋转变压器磁阻式
结项摘要

A new kind of two terminals axial-flux reluctance resolver is put forward in this article. The principle of its electric-magnetic flux and method of its resolvement can not be found in any report recently. More deep investigation can give us lots help at the development of the electric -magnet sensor field. This kind of resolver can improve the use of the steel core, develop the precision of the resolver and give us the zero position of the system as well. Because of its reduced volume and lighter weight, this kind of resolver can be used in automation system for deep universe deduction. The structure character includes: precision part and non-precision part share the same exciting windings, use the same flux path. The principle to change the reluctance differs from the tradition ones. The most important technology is to add the two sine function band in the rotor together and resolve them through the two sets of signal windings. The rotor sine function band is very important to the precision of the resolver, which concludes two parts: one couple poles part and multiple couple poles part. By analyzing the problem, we can find the method to reduce the residue EMF, odd - even ripple magnitude and control the harmonic component. Following with the further research in this field, more deep relation between the theory and the practice will be found and this will give us a new sight to understand the principle of resolver. At the same time, the technology of the 3-D production will also be adopted in the manufacture of the model.

本课题提出了一种新型双通道粗精耦合轴向共磁路磁阻式旋转变压器电磁方案。其磁路耦合机理与解耦方法在国内外相关领域文献内未见报道。对其进行深入研究有利于我国在旋变领域获得较大突破。该种旋变可以大幅度提高铁心利用率,提高旋变精度,同时提供绝对零位。可以大幅度缩减旋变体积与重量,适用于深空探测等尖端领域。其结构特点在于:精机与粗机共用同一套激磁绕组,共用同一磁通路径。其磁阻变化采用改变磁路耦合面积的原理。其关键技术在于转子共磁路正弦波带叠加函数的设置与粗精位置信号的解耦分析。函数构建与解耦直接影响旋变粗机位置检测与精机函数检测。同时通过项目的研究,寻求抑制剩余电势、减少奇偶跳动、减少谐波等影响旋变精度的有效方法。 随着项目的深入进行,对该种双通道粗精耦合共磁路磁阻式旋变基本电磁原理分析和掌握可以促进该种旋变的产业化发展,拓宽我国高精度传感器的研究领域。

项目摘要

1对极单通道轴向磁阻式旋转变压器可以输出绝对位置信号,但是无法完成高精度测量,多对极单通道轴向磁阻式旋转变压器可以进行高精度测量,但是无法实现绝对位置信号的输出。为了保证在高精度情况下对电机转子位置信息进行绝对测量,本文以一种粗精耦合轴向磁阻式旋转变压器为研究对象,并对其电磁原理分析、电感计算、电磁场的分析与计算、精机信号绕组输出电势的分析与优化、定转子的偏心与偏移对测量精度的影响等问题进行了研究。.首先提出了一种新型粗精耦合ARR的结构,确定了励磁绕组与信号绕组的绕组型式、定子铁心型式、转子导磁波带结构。采用解析法推导了理想状态下定转子之间的耦合面积,得出了这种磁阻式旋转变压器气隙磁导随转子转角变化的规律,并建立了电压方程与等效电路。得到了两相粗机输出电势符合1倍角正弦函数特性与1倍角余弦函数特性,两相精机输出电势符合P倍角正弦函数特性与P倍角余弦函数特性,证明了粗精耦合ARR设计理念的可行性。.采用绕组函数法分别推导了等测量精度的匝绕组型式与正弦绕组型式下粗精耦合ARR的电感。对两种不同绕组型式下自感与互感的分析结果进行了对比,得出了绕组电感与粗精耦合ARR误差之间的关系。.针对粗精耦合ARR的高电磁性能与高测量精度的要求,采用有限元法分析了粗精耦合ARR的电磁场,揭示了各种结构参数对精耦合ARR磁场分布的影响。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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