專利名稱：易于安裝的旋轉(zhuǎn)變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明對象為易于安裝的旋轉(zhuǎn)變壓器。其本質(zhì)上涉及單相型旋轉(zhuǎn)變壓器，用于，特別是在通過對直升機的葉片變量設(shè)定和螺旋槳節(jié)距設(shè)定進行干預(yù)的傳感器對位置信息進行恢復(fù)的過程中，實現(xiàn)固定元件和運動元件，典型的，旋轉(zhuǎn)運動元件之間的電力傳送。一般而言，本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)變壓器領(lǐng)域，其用于通過第一和第二線圈之間的電磁感應(yīng)實現(xiàn)電力傳送，所述第一和第二線圈分別同中心地固定于鐵磁材料制成的第一和第二管狀部件上，該第一和第二管狀部件同軸設(shè)置，以使一者的外表面能夠在另一者的內(nèi)表面的對面旋轉(zhuǎn)。
在能從旋轉(zhuǎn)變壓器的使用中獲益的產(chǎn)業(yè)中，特別是航天工業(yè)中，例如，為了在衛(wèi)星中進行傳送，將電流傳輸至安裝在帶有旋轉(zhuǎn)接頭的支撐盤上的測量裝置，允許其相對于星星進行定向。這種旋轉(zhuǎn)變壓器還用于航空工業(yè)，特別是用于扭矩傳感器，這些扭矩傳感器用于，例如，對直升機的螺旋槳節(jié)距進行設(shè)定。眾所周知的“后轉(zhuǎn)子除冰”和“節(jié)距控制”這些特殊功能更是使得電力的傳送成為必需。為了上述用途，去除傳統(tǒng)的摩擦集電刷，并用上述變壓器進行替換是有益的。上述變壓器消除了由電刷的磨損造成的故障風(fēng)險，可以提高設(shè)備的可靠性。
背景技術(shù)：
附圖I和2概略地示出了已知類型的旋轉(zhuǎn)變壓器。圖I示出的旋轉(zhuǎn)變壓器基本上包括部件I和部件2，這兩個部件分別對應(yīng)于形式為環(huán)孔的內(nèi)芯和外芯，并同中心地安裝以使得其中一者能夠相對于另一者繞公共軸線X旋轉(zhuǎn)。部件I和2分別凹陷形成有環(huán)形槽3和4，環(huán)形槽3和4中分別容納有電氣繞組5和6。部件I的內(nèi)徑稍大于部件2的外徑，由此部件2可以在部件I中旋轉(zhuǎn)而不與其物理接觸。因此，在繞組的任意一側(cè)通常提供有厚度大約為O. Imm的徑向間隙。這些繞組直接纏繞在由磁性材料，例如鐵素體制成的部件I和2上。在圖2概略示出的變體中，已知的變壓器包括可繞相同軸線X’旋轉(zhuǎn)運動的兩個環(huán)I’和2’，在這些環(huán)的對面設(shè)置的兩個軸向端部上分別凹陷形成有兩個環(huán)形槽3’和4’，其中分別容納有繞組5’和6’。因此，位于繞組任意一側(cè)的間隙為軸向的。但是，借助圖I和2描述的上述已知旋轉(zhuǎn)變壓器有其局限性，極大地限制了它們的使用。這些局限性在圖3-A和3-B中示出。圖3-A和3-B揭露了這樣一個事實，S卩，在某些位置，上述的旋轉(zhuǎn)變壓器安裝不易，甚至一點也不容易。事實上，所有的旋轉(zhuǎn)變壓器，如圖3-A和3-B所示的具有同中心的環(huán)形外芯301和環(huán)形內(nèi)芯302的現(xiàn)有變壓器300都是形成為一體的。因此，這些旋轉(zhuǎn)變壓器必須通過將要安裝這些旋轉(zhuǎn)變壓器的元件，特別是軸型元件滑動來進行定位。因此，舉例來說，當機械軸303具有某些特性時，不對相關(guān)軸進行分解，這些旋轉(zhuǎn)變壓器就不能被安裝到軸303上。這些特性可以是不同類型的，例如，可以為圖3-A所示的擴口 304，或圖3-B所示的通過軸承306連接至軸303的壁305。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的為提出針對上述問題的解決方案。本發(fā)明旨在實現(xiàn)不受上述局限性影響的旋轉(zhuǎn)變壓器。一般而言，本發(fā)明本質(zhì)上提出一種旋轉(zhuǎn)變壓器，該旋轉(zhuǎn)變壓器的拓撲結(jié)構(gòu)允許繞軸對變壓器進行安裝或卸除，而不需要在變壓器的核心區(qū)域進行裝卸操作，特別是不需要繞軸的滑動操作。有利地，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器還可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)變壓器經(jīng)常遇到的問題現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)變壓器中，內(nèi)軸的材料類型會影響變壓器的特性，特別是磁化電感，漏電感，或效率特性。實際上，如果內(nèi)軸為磁通導(dǎo)體，可以觀察到由旋轉(zhuǎn)變壓器的芯形成的磁路的磁阻將會增加。在本發(fā)明的有利的實施方式中，變壓器的特性與相關(guān)軸無關(guān)。 因此，本發(fā)明本質(zhì)上涉及安裝到旋轉(zhuǎn)運動軸上的旋轉(zhuǎn)變壓器，該旋轉(zhuǎn)變壓器特別包括環(huán)形內(nèi)芯和環(huán)形外芯，所述環(huán)形內(nèi)芯和環(huán)形外芯通過它們之間的電磁感應(yīng)實現(xiàn)電力傳輸，所述環(huán)形內(nèi)芯和環(huán)形外芯同中心地安裝，以使所述外芯的內(nèi)表面能夠在所述內(nèi)芯的外表面的對面旋轉(zhuǎn)，特征在于所述內(nèi)芯由通過第一連接裝置組合的多個內(nèi)芯分離部分組成，還在于所述外芯由通過第二連接裝置組合的多個外芯分離部分組成。單獨考慮或考慮到所有的可能的技術(shù)組合，除前段所述主要特性，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器還可以具有一個或多個以下的補充特性-內(nèi)芯分離部分具有相同的形狀和尺寸；-外芯分離部分具有相同的形狀和尺寸；-每個內(nèi)芯分離部分和每個外芯分離部分包括電氣繞組；-每個內(nèi)芯和/或外芯分離部分具有第一側(cè)面槽和第二側(cè)面槽，相關(guān)部分的電氣繞組穿過該一側(cè)面槽和第二側(cè)面槽；-每個內(nèi)芯和/或外芯分離部分具有位于相關(guān)部分的內(nèi)表面和/或外表面上的環(huán)形槽，相關(guān)部分的電氣繞組穿過該環(huán)形槽；-所有的內(nèi)芯分離部分和/或所有的外芯分離部分通過相同的電源供電；-第一連接裝置和/或第二連接裝置由內(nèi)芯和/或外芯分離部分的電樞的繞環(huán)(encircling)組成；-第一連接裝置和/或第二連接裝置包括螺栓，該螺栓設(shè)置在內(nèi)芯和/或外芯分離部分的電樞上；-兩個組合的內(nèi)芯分離部分具有第一平坦的連接面，兩個組合的外芯分離部分具有第二平坦的連接面，每個第一平坦的連接面和第二平坦的連接面徑向?qū)R；-內(nèi)芯和外芯中的每一個由兩個芯分離部分組成。通過閱讀以下描述并參照附圖，可以更好地理解本發(fā)明及其各種應(yīng)用。


以下附圖僅作指示用，并不對本發(fā)明構(gòu)成限制，其中；-如上所述，圖I示出了已知類型的旋轉(zhuǎn)變壓器的第一實施方式；-如上所述，圖2示出了已知類型的旋轉(zhuǎn)變壓器的第二實施方式；-圖3-A和3-B概略示出了內(nèi)軸，已知類型的旋轉(zhuǎn)變壓器不能輕易地繞該內(nèi)軸進行安裝；
-圖4概略示出本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器繞軸進行的安裝操作；-圖5詳細示出了本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器的第一實施方式；-圖6詳細示出了圖5所示旋轉(zhuǎn)變壓器的實施方式的截面圖；-圖7概略示出了本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器的第一實施方式的透視圖；-圖8概略示出了本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器的第二實施方式的透視圖；-圖9概略示出了本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器的第二實施方式以第一種可能的組合方式的透視圖；-圖10概略示出了本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器的第二實施方式以第二種可能的組合方式的透視圖。本發(fā)明優(yōu)選實施方式的詳細說明除非另有說明，不同附圖中出現(xiàn)的相同元件具有同一的附圖標記。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器的一般原理在圖4中示出。圖4中示出了軸401，在軸401的兩端具有喇叭口 402，這使得不可能對現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)變壓器通過沿軸401進行滑動操作而進行安裝。為使繞著這樣的軸安裝旋轉(zhuǎn)變壓器成為可能，本發(fā)明提出了旋轉(zhuǎn)變壓器400，其包括環(huán)形內(nèi)芯403和環(huán)形外芯404，二者都由若干分離部件(或部分)組成。術(shù)語“芯分離部分”指的是通過與其它芯部分并列而對組成閉合的環(huán)形磁芯做出貢獻的元件。因此，在所示實施例中，內(nèi)芯403由第一半芯405和第二半芯406組成，外芯404由第一半芯407和第二半芯408組成。借助由分離部件組成的內(nèi)芯和外芯，軸401上可以安裝旋轉(zhuǎn)變壓器，該安裝包括通過直接側(cè)向定位將上述半芯繞軸401放置，并將這些半芯彼此組合在一起以重新組成旋轉(zhuǎn)變壓器的環(huán)形內(nèi)芯和環(huán)形外芯。每一個相關(guān)半芯包括電氣繞組，下面將詳細描述電氣繞組的特性，特別是定位。圖5更詳細地示出了圖4的旋轉(zhuǎn)變壓器400，包括旋轉(zhuǎn)變壓器400的前視圖500，仰視圖501，和側(cè)視圖502。特別地，對旋轉(zhuǎn)變壓器400中的不同電氣繞組進行詳細描述。如上所述，組成旋轉(zhuǎn)變壓器的每個環(huán)形(內(nèi)和外)芯由多個環(huán)部件組成。對每個相關(guān)的環(huán)而言，組成環(huán)的環(huán)部件有利地具有相同的形狀和尺寸。因此，環(huán)部件是環(huán)孔的一部分，每個環(huán)部件包括第一側(cè)面部分511和第二側(cè)面部分512，給定環(huán)部件的每個側(cè)面部分相對于下一個環(huán)部件的側(cè)面部分的對面定位，由此，對正確定位的環(huán)部件進行組合可以有效地組成環(huán)形芯。在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器中，每個內(nèi)芯或外芯分離部分包括繞其纏繞的電氣繞組。因此，半芯405，406，407和408分別具有電氣繞組505，506，507和508。在本發(fā)明的變壓器，例如，如圖4和5所示的變壓器中，每個電氣繞組設(shè)置于與其相關(guān)的分離元件的周圍，形成一個卷繞(coiling)，該卷繞在相關(guān)的分離元件周圍形成多個通道，相關(guān)卷繞的每一個通道中總體上包括在與旋轉(zhuǎn)變壓器的中心軸線X垂直的平面中。因此，每個部件的電氣繞組適應(yīng)于與其相關(guān)的環(huán)部件的曲率。在所示的實施例中，為了促進不同環(huán)部分的組合，限制由于電氣繞組的存在而造成的總體尺寸，在每個相關(guān)環(huán)部件的側(cè)面部分上設(shè)置被稱為側(cè)面槽的槽513。槽的尺寸設(shè)置為使得在組合兩個環(huán)元件時，兩個連續(xù)的分離環(huán)部分的兩個電氣繞組不互相接角。有利地，如圖5所示，每個環(huán)元件提供有環(huán)形槽514，即，根據(jù)相關(guān)部分的彎曲部分凹陷形成的槽，以使電器繞組穿過。在所示的實施例中，環(huán)形槽為形成在組成內(nèi)芯和外芯的、環(huán)部分的內(nèi)表面上的槽。芯部分的內(nèi)表面指的是具有最小尺寸的彎曲表面，外表面指的是具有最大尺寸的表面。在其他實施例中，環(huán)形槽形成在外表面上以替代內(nèi)表面的環(huán)形槽，或與內(nèi)表面的環(huán)形槽互為補充。環(huán)形槽的形成本質(zhì)上消除了位于內(nèi)芯和外芯上的電氣繞組互相接觸的風(fēng)險，增加內(nèi)芯和外芯之間的間隙515，或限制旋轉(zhuǎn)變壓器的總體尺寸。每個電氣繞組具有屬于它的輸入端516-E和輸出端516-F。有利地,在本發(fā)明中，組成內(nèi)芯的不同部分的電氣繞組由相同的第一電源供電。以同樣的方式，組成外芯的不同部分的電氣繞組由相同的第二電源供電，該第二電源可能不同于第一電源。通過使變壓器的每個芯具有單獨的電源，可以確保變壓器的特性的最佳穩(wěn)定性。
圖6示出了圖5所示旋轉(zhuǎn)變壓器的角度部分，該角度部分設(shè)置有參照圖5所述的電氣繞組?？梢宰⒁獾皆诒景l(fā)明的變壓器中，在內(nèi)部區(qū)域600中，磁通量循環(huán)至由外芯和內(nèi)芯組成的磁芯。由此，磁通量在磁芯中被引導(dǎo)，而不在內(nèi)軸中循環(huán)，本發(fā)明的變壓器繞該內(nèi)軸設(shè)置。因此，變壓器的特性與機械軸無關(guān)，這些特性很少受旋轉(zhuǎn)變壓器沿機械軸的軸線少量平移所產(chǎn)生的影響。圖7概略地透視示出了圖5的旋轉(zhuǎn)變壓器，其中內(nèi)芯與外芯分開，以更好地顯示組成旋轉(zhuǎn)變壓器的不同元件的形狀。如果在圖4至圖7中，每個內(nèi)芯和外芯僅由兩個半芯構(gòu)成，那么在其他的實施例中，內(nèi)芯和外芯包括多于兩個分離部分。因此，圖8概略示出本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)變壓器800的第二實施例，它的每個環(huán)形(外和內(nèi))芯由三個環(huán)部件組成。該圖示為透視圖，其中內(nèi)芯與外芯分開，以更好地顯示組成旋轉(zhuǎn)變壓器的不同元件的形狀。在本發(fā)明旋轉(zhuǎn)變壓器的有利實施例中，兩個組合的內(nèi)芯分離部分具有第一平坦的連接面702，兩個組合的外芯分離部分具有第二平坦的連接面701，每個第一平坦的連接面702和第二平坦的連接面701徑向?qū)R，這尤其在圖7和8中可見。圖9示出了不同的分離芯部分的組合的第一實施方例，在該第一實施例中，在電樞601上形成繞環(huán)(encircling) 901，特別地，電樞601在圖6中可見，其在朝向與軸線X垂直的平面的側(cè)壁上位于芯部分上。圖10示出了不同的分離芯部分的組合的第二實施例，在該第二實施例中，組合通過螺栓911實現(xiàn)，螺栓911位于電樞601上。更普遍地，內(nèi)芯分離部分通過第一連接裝置組合，外芯分離部分通過第二連接裝置組合，第一連接裝置和第二連接裝置不一定相同。
權(quán)利要求
1.安裝到旋轉(zhuǎn)運動軸上的旋轉(zhuǎn)變壓器(400;800)，所述旋轉(zhuǎn)變壓器特別包括環(huán)形內(nèi)芯(403)和環(huán)形外芯5(404)，所述環(huán)形內(nèi)芯(403)和所述環(huán)形外芯(404)通過它們之間的電磁感應(yīng)實現(xiàn)電力傳送，所述環(huán)形內(nèi)芯和環(huán)形外芯同中心地安裝，以使所述外芯的內(nèi)表面能夠在所述內(nèi)芯的外表面的對面旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述內(nèi)芯(403)由通過第一連接裝置(901 ；911)組合的多個內(nèi)芯分離部分(405 ；406)組成，所述內(nèi)芯分離部分中的每一個包括電氣繞組(505 ；506);所述外芯由通過第二連接裝置組合的多個外芯分離部分(407 ；408)組成，所述外芯分離部分中的每一個包括電氣繞組(507 ;508)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述旋轉(zhuǎn)變壓器(400;800)，其特征在于 -所述內(nèi)芯分離部分具有相同的形狀和尺寸； -所述外芯分離部分具有相同的形狀和尺寸。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述旋轉(zhuǎn)變壓器(400;800)，特征在于，每個內(nèi)芯和/或外芯分離部分具有第一側(cè)面槽(513)和第二側(cè)面槽，相關(guān)部分的電氣繞組穿過該一側(cè)面槽和第二側(cè)面槽。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述旋轉(zhuǎn)變壓器(400;800)，其特征在于，每個內(nèi)芯和/或外芯分離部分具有位于相關(guān)部分的內(nèi)表面和/或外表面上的環(huán)形槽(514),相關(guān)部分的所述電氣繞組穿過該環(huán)形槽。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述旋轉(zhuǎn)變壓器(400;800)，其特征在于，所有的所述內(nèi)芯分離部分和/或所有的所述外芯分離部分通過相同的電源供電。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述旋轉(zhuǎn)變壓器(400;800)，其特征在于，所述第一連接裝置和/或所述第二連接裝置由所述內(nèi)芯和/或外芯分離部分的電樞(601)的繞環(huán)(901)組成。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求I至5任意一項所述旋轉(zhuǎn)變壓器(400;800)，其特征在于，所述第一連接裝置和/或所述第二連接裝置包括螺栓(911)，所述螺栓位于所述內(nèi)芯和/或外芯分離部分的電樞(601)上。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述旋轉(zhuǎn)變壓器(400;800)，其特征在于，兩個組合的內(nèi)芯分離部分具有第一平坦的連接面(702)，兩個組合的外芯分離部分具有第二平坦的連接面(701)，每個所述第一平坦的連接面和每個所述第二平坦的連接面徑向?qū)R。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任意一項所述旋轉(zhuǎn)變壓器(400;800)，其特征在于，所述內(nèi)芯和所述外芯中的每一個由兩個芯分離部分組成。
全文摘要
本發(fā)明通常涉及安裝到旋轉(zhuǎn)運動軸上的旋轉(zhuǎn)變壓器(400；800)，所述旋轉(zhuǎn)變壓器特別包括環(huán)形內(nèi)芯(403)和環(huán)形外芯(404)，所述環(huán)形內(nèi)芯(403)和所述環(huán)形外芯(404)通過它們之間的電磁感應(yīng)實現(xiàn)電力傳送，所述環(huán)形內(nèi)芯和環(huán)形外芯同中心地安裝，以使所述外芯的內(nèi)表面能夠在所述內(nèi)芯的外表面的對面旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述內(nèi)芯(403)由通過第一連接裝置(901；911)組合的多個內(nèi)芯分離部分(405；406)組成；所述外芯由通過第二連接裝置組合的多個外芯分離部分(407；408)組成。
文檔編號H01F27/26GK102640235SQ201080054363
公開日2012年8月15日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者吉恩-阿爾伯特·保羅·馬克·羅伯特 申請人:伊斯帕諾-絮扎公司