阅读说明：本技术 可变磁阻旋转变压器 (Variable reluctance resolver ) 是由 金儇奎 金东润 于 2019-07-05 设计创作，主要内容包括：本发明的实施例涉及一种可变磁阻旋转变压器,包括：定子部,其包括环形的定子芯和从所述定子芯的内周面向轴方向内侧突出的多个齿；转子部,其在所述定子部的内侧隔开布置,并且以中心轴为基准进行旋转；以及端子部,其形成在所述定子部的一侧,所述转子部包括沿外周面向外侧隆起形成的至少一个凸极部,所述至少一个凸极部中的每一个形成为椭圆的弧形状。(An embodiment of the present invention relates to a variable reluctance resolver, including: a stator portion including an annular stator core and a plurality of teeth protruding inward in an axial direction from an inner circumferential surface of the stator core; a rotor portion that is disposed inside the stator portion at a distance and rotates with respect to a central axis; and a terminal portion formed at one side of the stator portion, the rotor portion including at least one salient pole portion formed to bulge outward along an outer circumferential surface, each of the at least one salient pole portion being formed in an arc shape of an ellipse.)

可变磁阻旋转变压器

技术领域

本发明的实施例涉及可变磁阻旋转变压器。

背景技术

可变磁阻旋转变压器(Variable reluctance resolver)为位置和角度传感器，当向励磁线圈施加数千赫兹(kHz)的参考信号时，随着转子位置改变的信号表示为输出。输出信号可以由具有90度相位差的两个输出构成，两个输出线圈中的任一个可以表示sin波形的输出信号，另一个可以表示cos波形的输出信号。通过上述两个输出信号可以把握转子的旋转角度。关于这方面，可参考现有美国注册专利第7030532号。

如上所述的可变磁阻旋转变压器具有良好的耐环境性，在国防工业产品、特殊环境产品等中可用作角度传感器，并广泛应用于工业或车辆等。

发明内容

技术问题

本发明的实施例用于提供一种可变磁阻旋转变压器，其包括具有新颖结构和形状的转子(Rotor)。

此外，本发明的实施例用于提供一种可变磁阻旋转变压器，其特征在于，在转子的形状上形成多个凸极部，以使磁力间隙的磁导(permeance)根据椭圆函数移动。

此外，本发明的实施例用于提供一种可变磁阻旋转变压器，其可以减小位置和角度测量的误差范围，并且可以提高精度。

技术方案

根据本发明的实施例，可以提供一种可变磁阻旋转变压器，其包括：定子部，其包括环形的定子芯和从所述定子芯的内周面向轴方向内侧突出的多个齿；转子部，其在所述定子部的内侧隔开布置，并且以中心轴为基准进行旋转；以及端子部，其形成在所述定子部的一侧，所述转子部包括沿外周面向外侧***形成的至少一个凸极部，所述至少一个凸极部中的每一个形成为椭圆的弧形状。

所述至少一个凸极部中的每一个可以形成为在包括彼此成直角的具有较大直径的长轴和具有较小直径的短轴的所述椭圆中的以所述短轴为基准呈轴对称的弧形状。

从所述至少一个凸极部中的每一个的外周面的中心位置到所述转子的中心轴的延长线可以与所述椭圆的所述短轴一致。

所述至少一个凸极部中的每一个的外周面可以形成为与所述短轴相接的弧形状。

在包括所述至少一个凸极部中的任一个的外周面的椭圆中，所述椭圆的中心可以位于从所述中心轴向半径方向隔开预定距离处。

所述至少一个凸极部中的每一个的外周面可以根据以下数学式形成。

(其中，a为所述椭圆的长轴长度的一半，b为所述椭圆的短轴长度的一半)。

所述凸极部形成为至少两个，并且所述至少两个凸极部能够以所述中心轴为中心形成为放射状。

发明的效果

根据本发明的实施例，可以包括具有新颖结构和形状的转子(Rotor)。

此外，根据本发明的实施例，提供一种可变磁阻旋转变压器，其特征在于，在转子的形状上形成多个凸极部，以使磁力间隙的磁导(permeance)根据椭圆函数移动。

此外，根据本发明的实施例，提供一种可变磁阻旋转变压器，其可以减小位置和角度测量的误差范围，并且可以提高精度。

附图说明

图1是示出现有可变磁阻旋转变压器的形状的图。

图2是示出与根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的旋转轴正交的截面形状的图。

图3是将根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器和现有可变磁阻旋转变压器的转子部形状一起示出的图。

图4的(a)是示出根据图1中所示的现有可变磁阻旋转变压器的转子部形状的性能实验数据的图，图4的(b)是示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的转子部形状的第一性能实验数据的图，图4的(c)是示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的转子部形状的第二性能实验数据的图，图4的(d)是示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的转子部形状的第三性能实验数据的图。

图5的(a)是示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的转子部形状的第四性能实验数据的图，图5的(b)是示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的转子部形状的第五性能实验数据的图，图5的(c)是示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的转子部形状的第六性能实验数据的图，图5的(d)是示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的转子部形状的第七性能实验数据的图。

图6的(a)是示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的转子部形状的第八性能实验数据的图，图6的(b)是示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的转子部形状的第九性能实验数据的图，图6的(c)是示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器的转子部形状的第十性能实验数据的图。

具体实施方式

以下，将参照附图说明本发明的具体实施方式。然而，这仅是示例，并且本发明不限于此。

在说明本发明时，当判断与本发明相关联的公知技术的详细说明可能会不必要地混淆本发明的主旨时，将省略其详细说明。另外，下面叙述的术语是考虑到本发明中的功能而定义的术语，其可以根据用户、操作者的意图或惯例等而不同。因此，应当基于本说明书中的整体内容进行定义。

本发明的技术思想由权利要求确定，以下实施例仅是用于向本发明所属技术领域中的技术人员有效地说明本发明的技术思想的一种手段。

图1是示出现有可变磁阻旋转变压器的形状的图，图2是示出与根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10的旋转轴正交的截面形状的图。

参照图1和图2，根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10可以包括定子部100、转子部200和端子部400。此时，定子部100可以包括定子芯110和多个齿120，定子芯110由环形的多个片层叠形成，多个齿120从定子芯110的内周面向轴向内侧突出并且被缠绕有线圈部500。此外，转子部200可以位于定子部100的内侧，以与多个齿120的末端隔开布置，并且能够以中心轴210为基准而旋转。

此外，转子部200可以包括沿着外周面向外侧***突出形成的至少一个凸极部220。此时，至少一个凸极部220各自可以形成为椭圆221的弧形状。

另外，上述线圈部500可以包括励磁线圈510和输出线圈520。此时，输出线圈520可以由两个构成，两个输出线圈520中的任一个可以表示sin波形的输出信号，另一个可以表示cos波形的输出信号。

上述至少一个凸极部220中的每一个的外周面可以是包括彼此成直角的具有更大直径的长轴和具有更小直径的短轴的椭圆221的弧。即，当延长至少一个凸极部220中的每一个的外周面时，其可以形成为包括长轴和短轴的虚拟椭圆221。

此外，上述至少一个凸极部220各自可以形成为在包括长轴和短轴的上述椭圆221中的以短轴为基准呈轴对称的弧形状。即，从至少一个凸极部220中的每一个的外周面的中心位置到转子部200的中心轴210的延长线可以与所述椭圆221的所述短轴一致。进而，至少一个凸极部220中的每一个的外周面可以形成为与短轴相接的弧形状。

此时，至少一个凸极部220中的每一个的外周面可以根据以下数学式1形成。

【数学式1】

(其中，a为所述椭圆221的长轴长度的一半，b为所述椭圆221的短轴长度的一半)。

进而，包括上述至少一个凸极部220中的每一个的外周面的虚拟椭圆221可以根据上述数学式1来形成。即，上述凸极部220中的每一个可以是椭圆221的形状，其形成为沿着转子部200的中心轴210方向形成的短轴长度短于与转子部200的中心轴210方向垂直的长轴长度。

另外，在根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10情况下，形成至少两个凸极部220，至少两个凸极部220能够以转子部200的中心轴210为中心形成为放射状。由此，从定子芯110的内周面向中心轴210方向突出形成的多个齿120和至少两个凸极部220的外周面可以彼此面对。

另外，在图2中图示了形成四个凸极部220时的示例，但这是示例性的并且不限于此。

此外，包括至少一个凸极部220中的每一个的外周面的虚拟椭圆的中心2211可以位于从转子部200的中心轴210向半径方向隔开预定距离B。即，当形成有三个凸极部220时，三个凸极部220中的每一个的外周面可以形成为椭圆221的弧形状，并且包括三个凸极部220的外周面的三个椭圆的中心2211各自可以位于从转子部200的中心轴210以放射状隔开预定距离B处。

进而，包括至少一个凸极部220中的任一个外周面的虚拟椭圆的中心2211可以位于该任一个凸极部220的外周面与转子部200的中心轴210之间。即，包括任一个凸极部220的外周面的虚拟椭圆的中心2211可以被布置为从中心轴210向任一个凸极部220的外周面方向隔开预定距离B。

另外，根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10还可以包括在定子芯110的轴方向两侧组装的一对绝缘子300。此外，端子部400可以包括端子支撑部件(未图示)，其用于固定和支撑连接有励磁线圈510的末端以及输出线圈520的末端的多个端子引脚(未图示)。端子支撑部件可以与一对绝缘子300中的任一个一体地形成。

具体而言，端子部400可以位于定子部100的半径方向的一侧。此外，一对绝缘子300可以形成为包裹多个齿120的外表面的至少一部分(优选地，以每个齿120的突出方向为中心轴的周面)，并且定子芯110的轴方向的两侧面中的至少一部分可以由一对绝缘子300包裹。由此，包括励磁线圈510和输出线圈520的线圈部500可以以一对绝缘子300作为媒介而被缠绕在多个齿120上。

图3是将根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10和现有可变磁阻旋转变压器的转子部200的形状一起示出的图，图4的(a)是示出根据图1中所示的现有可变磁阻旋转变压器的转子部形状的性能实验数据的图。此外，图4的(b)至(d)、图5的(a)至(d)以及图6的(a)至(c)中的每一个是分别示出根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10的转子部200的形状的第一至第十性能实验数据的图。此时，在图3中用虚线图示的部分表示现有可变磁阻旋转变压器的凸极部220'的外周面，用实线图示的部分表示根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10的凸极部220的外周面。

此时，上述根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10的转子部200形状的第一至第十性能实验数据分别是将包括凸极部220的外周面的椭圆221形状的长轴长度与短轴长度之比(a/b)以0.02单位变化而测量的精度(或者误差率)的结果数据。此外，根据现有可变磁阻旋转变压器的转子部形状的性能实验数据以及第一至第十性能实验数据结果可以如以下表1所示。

【表1】

区分	a/b	精度(arc-min)
			现有转子部	1.00	16.7535
第一性能实验	1.02	16.0524
			第二性能实验	1.04	15.8054
第三性能实验	1.06	15.7852
			第四性能实验	1.08	15.7741
第五性能实验	1.10	15.5057
			第六性能实验	1.12	16.5315
第七性能实验	1.14	16.9618
			第八性能实验	1.16	19.7400
第九性能实验	1.18	21.3530
			第十性能实验	1.20	23.3762

参照图3、图4的(a)至(d)、图5的(a)至(d)及图6的(a)至(c)，若查看图1所示的现有的包括形成为具有预定半径r的圆弧形状的凸极部220'的外周面的可变磁阻旋转变压器的输出精度(accuracy)，则精度(或者误差率)为16.7535min。另外，若查看根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10的输出精度，则可知第一至第十性能实验数据的精度分别为16.0524min、15.8054min、15.7852min、15.7741min、15.5057min、16.5315min、16.9618min、19.7400min、21.3530min及23.3762min。

由以上可知，在根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10的转子部200中，包括凸极部220的外周面的椭圆221形状的长轴长度与短轴长度之比(a/b)形成为1.04至1.10时，精度形成为16min以下，其与根据包括现有圆弧形凸极部的转子部形状的可变磁阻旋转变压器相比，精度提高了0.7min以上，由此可知，对于测量旋转角度的精确度至关重要的可变磁阻旋转变压器而言，大幅提高了精度。

此外，角度1°可以表示为60min(1°＝60min)，现有可变磁阻旋转变压器的精度(或者误差率)形成为0.279°，然而，可知的是，在根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10的情况下，将包括凸极部220的外周面的椭圆221形状的长轴长度与短轴长度之比(a/b)形成为1.04以上且1.10以下，从而精度(或者误差率)被大幅提高而形成为0.267°以下。进而可知，在包括凸极部220的外周面的椭圆221形状的长轴长度与短轴长度之比形成为1.04以上且1.10以下的情况下，与长轴长度与短轴长度之比(a/b)形成为1.10以上的情况相比，大幅提高了精度。

由上述实验结果可知，在根据本发明的实施例的包括形成有椭圆形凸极部220的转子部200的可变磁阻旋转变压器10的情况下，能够确保与包括形成有现有圆弧凸极部220'的转子部的可变磁阻旋转变压器相比提高的测量精度。

另外，上述实验数据是转子部及定子部的形状在图2所示的根据本发明的实施例的可变磁阻旋转变压器10中仅改变转子部200的凸极部220形状和椭圆221的长轴长度与短轴长度之比(a/b)来测量的值。即，凸极部220的数量、齿120的数量、按齿120的线圈部500匝数、转子部200和定子部100每一个的内径及外径等的其余条件均在相同条件下进行。

此外，上述性能实验数据是通过JMAG程序的电磁解析进行的。此时，上述精度(或者误差率)是指在只改变对于凸极部220形状的条件的每种条件下，分析可变磁阻旋转变压器的输出波形之后对解析的输出旋转角度轮廓进行计算，将解析的输出旋转角度轮廓与理想的旋转角度轮廓(上述性能实验数据中y轴上的0)进行比较时，可以将解析的输出旋转角度轮廓的最大值和最小值之间的差值大小定义为精度(或者误差率)。

应当理解的是，虽然通过以上代表性的实施例详细描述了本发明，但是应当理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明所属的技术领域中的普通技术人员对于上述实施例可以进行各种变形。因此，本发明的权利范围不应局限于所描述的实施例，而是应由随附的权利要求的范围及其等同物限定。