本申請(qǐng)要求于2015年11月9日在韓國(guó)提交的第10-2015-0156739號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán),該專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容以引用方式并入本文中。
本公開(kāi)涉及旋轉(zhuǎn)變壓器,更具體地,涉及用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)裝置(諸如電動(dòng)機(jī))的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)變壓器。
背景技術(shù):
通常,旋轉(zhuǎn)變壓器是一種用于測(cè)量諸如電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度的傳感器。近來(lái),旋轉(zhuǎn)變壓器廣泛用于各種技術(shù)領(lǐng)域,尤其用于高精度控制系統(tǒng),例如,需要以高精度測(cè)量和控制旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)速度的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。因此,需要準(zhǔn)確指出和分析對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的測(cè)量性能產(chǎn)生影響的各種因素,并且將這些因素反映在旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計(jì)上,以便最小化旋轉(zhuǎn)變壓器的測(cè)量誤差并且將測(cè)量精度提高到最大。
然而,在現(xiàn)有技術(shù)中,如在第1996-178611號(hào)日本未經(jīng)審查的專利公開(kāi)案所公開(kāi)的,其僅旨在通過(guò)改變?cè)O(shè)置在旋轉(zhuǎn)變壓器的定子處的勵(lì)磁線圈和輸出線圈的配置來(lái)提高測(cè)量性能,或者如第2005-49183號(hào)日本未經(jīng)審查的專利公開(kāi)案所公開(kāi)的,僅旨在通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子的形狀來(lái)提高測(cè)量性能,因此通常在組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)形成的定子與轉(zhuǎn)子之間的組裝誤差不被視作對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的測(cè)量性能產(chǎn)生影響的因素。換言之,當(dāng)組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí),如果產(chǎn)生導(dǎo)致定子與轉(zhuǎn)子之間在旋轉(zhuǎn)軸的方向上出現(xiàn)高度差的偏移誤差,或者導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于定子傾斜的扭轉(zhuǎn)角度誤差,那么磁通流變得不平衡,泄漏的磁通量增加,并且因此,旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入/輸出變壓比和測(cè)量性能惡化。然而,在現(xiàn)有技術(shù)中,這個(gè)缺點(diǎn)并未反映在旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計(jì)上。
此外,在現(xiàn)有技術(shù)中,沒(méi)有提議優(yōu)化定子與轉(zhuǎn)子之間的層壓厚度關(guān)系,以及將面積關(guān)系反映到旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計(jì)上,以促進(jìn)旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計(jì)工作并降低制造成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
技術(shù)問(wèn)題
設(shè)計(jì)本公開(kāi)以解決相關(guān)領(lǐng)域的問(wèn)題,因此,本公開(kāi)涉及提供一種旋轉(zhuǎn)變壓器,該旋轉(zhuǎn)變壓器可有效抵消由通常在組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)產(chǎn)生的組裝誤差而造成的影響,并且也促進(jìn)旋轉(zhuǎn)變壓器設(shè)計(jì)工作以及降低制造成本。
技術(shù)方案
本公開(kāi)一個(gè)方面提供了一種旋轉(zhuǎn)變壓器,所述旋轉(zhuǎn)變壓器包括具有線圈的定子和與定子相距預(yù)定間隙設(shè)置在定子的中心空間的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子基于旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以相對(duì)于定子改變間隙磁導(dǎo),其中轉(zhuǎn)子的厚度(tr)與定子的厚度(ts)滿足下列方程式1:
方程式1
tr-ts≥0.7[mm]。
在這種情況下,轉(zhuǎn)子或定子可以是通過(guò)對(duì)預(yù)定厚度的鋼板進(jìn)行層壓而形成的鋼板層壓件。
本公開(kāi)的另一方面也提供了一種旋轉(zhuǎn)變壓器,所述旋轉(zhuǎn)變壓器包括具有線圈的定子和與定子相距預(yù)定間隙設(shè)置在定子的中心空間的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子基于旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以相對(duì)于定子改變間隙磁導(dǎo),其中轉(zhuǎn)子的厚度(tr)與定子的厚度(ts)滿足下列方程式2:
方程式2
0.7≤tr-ts≤0.95[mm]。
在這種情況下,轉(zhuǎn)子或定子可以是通過(guò)對(duì)預(yù)定厚度的鋼板進(jìn)行層壓而形成的鋼板層壓件。
在實(shí)施方式中,當(dāng)在定子的中心處組裝轉(zhuǎn)子時(shí)在厚度方向上產(chǎn)生的偏移誤差(δ)可以為0.2mm或更低。
在實(shí)施方式中,當(dāng)在定子的中心處組裝轉(zhuǎn)子時(shí)在旋轉(zhuǎn)軸的方向上產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角誤差(θ)可以為±3°或更低。
在實(shí)施方式中,轉(zhuǎn)子可包括多個(gè)凸極,以用于與定子協(xié)作來(lái)改變間隙磁導(dǎo)。
在實(shí)施方式中,轉(zhuǎn)子可壓縮插入到組裝至電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的電動(dòng)機(jī)的軸的端部中。
有益效果
根據(jù)本公開(kāi),由于轉(zhuǎn)子被配置成在一定程度上具有比定子的層壓厚度大的層壓厚度,因此,可有效抵消由通常在組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)產(chǎn)生的組裝誤差而造成的影響,并且可以提高測(cè)量精度。
此外,由于用于優(yōu)化定子與轉(zhuǎn)子之間的層壓厚度差的數(shù)值范圍被設(shè)置為反映在旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計(jì)上,因此,能夠防止設(shè)計(jì)誤差并降低制造成本。
另外,所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員從下列描述中將明顯理解,根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式也可以解決上文未提及的各種技術(shù)目標(biāo)。
附圖說(shuō)明
圖1是示出了應(yīng)用本公開(kāi)的旋轉(zhuǎn)變壓器的實(shí)例的水平剖面圖。
圖2是示出了理想組裝狀態(tài)下的通用旋轉(zhuǎn)變壓器的垂直剖面圖。
圖3a和圖3b是示出了在實(shí)際組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)產(chǎn)生的組裝誤差的垂直剖面圖。
圖4是示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)變壓器的垂直剖面圖。
圖5a至圖5f是示出了在每種情況下根據(jù)偏移誤差的最大測(cè)量誤差與輸入/輸出變壓比的圖形。
圖6a至圖6f是示出了在每種情況下根據(jù)扭轉(zhuǎn)角度誤差的最大測(cè)量誤差與輸入/輸出變壓比的圖形。
圖7是示出了在每種情況下根據(jù)偏移誤差的最大測(cè)量誤差與變壓比的變化率的趨勢(shì)的圖形。
圖8是示出了在每種情況下根據(jù)扭轉(zhuǎn)角度誤差的最大測(cè)量誤差與變壓比的變化率的趨勢(shì)的圖形。
具體實(shí)施方式
在下文中,將參考附圖詳細(xì)描述本公開(kāi)的實(shí)施方式,以便清楚地說(shuō)明對(duì)本公開(kāi)的技術(shù)目標(biāo)的解決方案。然而,在本公開(kāi)中,如果會(huì)使本公開(kāi)的主體模糊,則可省略現(xiàn)有技術(shù)的任何說(shuō)明。此外,本文中使用的術(shù)語(yǔ)根據(jù)在本公開(kāi)中的功能進(jìn)行定義,并且可以根據(jù)設(shè)計(jì)者、制造商等的意圖或者按慣例而改變。因此,應(yīng)基于說(shuō)明書的整體公開(kāi)內(nèi)容定義術(shù)語(yǔ)。
圖1是示出應(yīng)用本公開(kāi)的旋轉(zhuǎn)變壓器的實(shí)例的水平剖面圖。
如圖1所示,旋轉(zhuǎn)變壓器100包括定子110和轉(zhuǎn)子120。定子110包括至少一個(gè)勵(lì)磁線圈和至少一個(gè)輸出線圈。換言之,定子110具有作為整體的環(huán)狀結(jié)構(gòu),并且勵(lì)磁線圈和輸出線圈(未示出)設(shè)置在其內(nèi)圓周。定子110可包括對(duì)定子110的主體進(jìn)行配置的環(huán)狀背軛112,以及在背軛112的內(nèi)圓周上伸出的多個(gè)齒114。在這種情況下,定子110的齒之間形成多個(gè)狹槽116以容納線圈,并且勵(lì)磁線圈和輸出線圈分別纏繞在齒114上并設(shè)置在狹槽116中。
轉(zhuǎn)子120具有作為整體的環(huán)狀結(jié)構(gòu),并且與定子110相距預(yù)定間隙設(shè)置在定子110的中心空間,以當(dāng)基于旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)與定子110協(xié)作相對(duì)于定子110改變間隙磁導(dǎo)。在這種情況下,轉(zhuǎn)子120可具有多個(gè)凸極122,以用于與定子110協(xié)作來(lái)改變間隙磁導(dǎo)。換言之,轉(zhuǎn)子120可包括在其外圓周處沿徑向方向伸出的多個(gè)凸極122,以及將凸極連接到彼此的連接部分124。例如,轉(zhuǎn)子120可壓縮插入到組裝至電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向裝置的電動(dòng)機(jī)的軸的端部中。
同時(shí),如果將勵(lì)磁電壓施加到設(shè)置在定子110處的勵(lì)磁線圈并且轉(zhuǎn)子120基于聯(lián)接至其中心孔126的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn),那么轉(zhuǎn)子120的凸極122一起旋轉(zhuǎn),以改變定子110與轉(zhuǎn)子120之間的間隙磁導(dǎo),并且結(jié)果是改變磁阻。因此,正弦和余弦波形的電壓信號(hào)通過(guò)定子110的輸出線圈輸出。旋轉(zhuǎn)變壓器100通過(guò)使用這些輸出信號(hào)來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)速度等。
圖2是示出了理想組裝狀態(tài)下的通用旋轉(zhuǎn)變壓器的垂直剖面圖。
如圖2所述,旋轉(zhuǎn)變壓器100通常被設(shè)計(jì)成使得定子110的厚度(ts)與轉(zhuǎn)子120的厚度(tr)相同。此外,定子110和轉(zhuǎn)子120應(yīng)被組裝成基于旋轉(zhuǎn)軸的方向具有相同安裝位置和傾角,并且形成與旋轉(zhuǎn)軸正交的平面。然而,在實(shí)際組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí),因組裝公差而在定子110和轉(zhuǎn)子120的安裝位置和傾角處產(chǎn)生誤差。
圖3a和圖3b是示出了在實(shí)際組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)產(chǎn)生的組裝誤差的垂直剖面圖。
如圖3a所示,定子110和轉(zhuǎn)子120是分開(kāi)制造并且隨后組裝的獨(dú)立部件,并且因此通常產(chǎn)生偏移誤差(δ),以使得定子110和轉(zhuǎn)子120的物理中心軸(xs、xr)被扭曲。通常,可產(chǎn)生幾乎0.2mm或更低的偏移誤差(δ)。
此外,如圖3b所示,在組裝定子110和轉(zhuǎn)子120時(shí),轉(zhuǎn)子120可相對(duì)于定子110傾斜,以產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)角(θ),由此旋轉(zhuǎn)軸不匹配而是相對(duì)傾斜。通常,可產(chǎn)生幾乎±3°或更低的扭轉(zhuǎn)角誤差(θ)。
如果如上所述產(chǎn)生偏移誤差(δ)或扭轉(zhuǎn)角誤差(θ),那么在定子110與轉(zhuǎn)子120之間形成的磁通流可基于旋轉(zhuǎn)軸的方向而在垂直或水平方向上失衡,泄漏的磁通量增加,從而使旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入/輸出變壓比和測(cè)量性能惡化。因此,在本公開(kāi)中,通過(guò)調(diào)整和優(yōu)化定子與轉(zhuǎn)子之間的厚度關(guān)系,在組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)產(chǎn)生的組裝誤差可被有效抵消,并且旋轉(zhuǎn)變壓器的測(cè)量性能得到提高。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)變壓器的垂直剖面圖。
如圖4所示,根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)變壓器200包括定子210和轉(zhuǎn)子220。換言之,定子210具有作為整體的環(huán)狀結(jié)構(gòu),并且勵(lì)磁線圈和輸出線圈設(shè)置在其內(nèi)圓周處。此外,轉(zhuǎn)子220具有作為整體的環(huán)狀結(jié)構(gòu),并且設(shè)置在定子210的中心空間處,與定子210相距0.4mm到1.5mm的間隙,以基于旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在這種情況下,定子210和轉(zhuǎn)子220可由通過(guò)將具有一定厚度和形狀的多個(gè)單元鋼板層壓而形成的鋼板層壓件制成,以便減少渦電流,并且這最小化損耗,諸如,鐵損耗。單元鋼板可由具有高磁導(dǎo)率的鐵磁材料形成,從而使得可用較小電流產(chǎn)生較大磁通。也可使用預(yù)定厚度的單個(gè)鋼板制造定子210和轉(zhuǎn)子220。
在本公開(kāi)中,轉(zhuǎn)子220的厚度(tr)大于定子210的厚度(ts)。換言之,在組裝過(guò)程期間,轉(zhuǎn)子220在一定程度上被設(shè)計(jì)成比定子210厚,從而使得在定子210的上端和下端產(chǎn)生相同厚度的大致相同的伸出部M1、M2。因此,定子210和轉(zhuǎn)子220中使用的層壓的單元鋼板的厚度或數(shù)量可改變。
此外,在這種情況下,轉(zhuǎn)子220與定子210之間的層壓厚度差(tr-ts)可具有等于或大于0.7mm的預(yù)定值。換言之,如果轉(zhuǎn)子220的厚度(tr)比定子210的厚度(ts)大0.7mm或更多,那么即使在組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)產(chǎn)生偏移誤差(δ)或扭轉(zhuǎn)角誤差(θ),旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入/輸出變壓比也大體維持一致,并且旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出處的最大測(cè)量誤差維持在0.5°或更低,從而提高旋轉(zhuǎn)變壓器的測(cè)量性能。在這種情況下,轉(zhuǎn)子220的厚度(tr)與定子210的厚度(ts)之間的關(guān)系可被設(shè)置成以下等式1。
等式1
tr-ts≥0.7[mm]
其中tr表示轉(zhuǎn)子220的厚度,并且ts表示定子210的厚度。
此外,轉(zhuǎn)子220與定子210之間的層厚差(tr-ts)可具有等于或小于0.95mm的預(yù)定值。換言之,如果轉(zhuǎn)子220與定子210之間的厚度差(tr-ts)大于0.95mm,那么旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入/輸出變壓比和測(cè)量性能將不會(huì)進(jìn)一步提高,即使封裝工作因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)而變得更難并且制造成本增加也是如此,從而使產(chǎn)品市場(chǎng)性惡化。同時(shí),如果轉(zhuǎn)子220與定子210之間的厚度差(tr-ts)維持成等于或小于0.95mm,那么確保旋轉(zhuǎn)變壓器抵抗組裝誤差的魯棒性,從而產(chǎn)品可容易地大量生產(chǎn),并且制造成本可降低。因此,需要轉(zhuǎn)子220的厚度(tr)與定子210的厚度(ts)之間的關(guān)系滿足以下等式2。
等式2
0.7≤tr-ts≤0.95[mm]
其中tr表示轉(zhuǎn)子220的厚度,以及ts表示定子210的厚度。
同時(shí),轉(zhuǎn)子220可被安裝成在定子210的上端和下端處產(chǎn)生具有大體相同或相似尺寸的伸出部M1、M2。換言之,在圖4中,M1和M2可彼此相同或相似。這是為了防止因組裝公差在轉(zhuǎn)子220與定子210之間引起磁通的任何失衡。換言之,如果定子210和轉(zhuǎn)子220滿足等式1或2的關(guān)系,那么即使在組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)定子210與轉(zhuǎn)子220之間產(chǎn)生偏移誤差(δ)或扭轉(zhuǎn)角誤差(θ),也可盡可能地防止磁通的失衡,旋轉(zhuǎn)變壓器的輸入/輸出變壓比大體維持一致,并且旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出處的最大測(cè)量誤差維持在0.5°或更低。
根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)變壓器的定子210可被設(shè)計(jì)成具有3.5mm到10.5mm范圍內(nèi)的厚度(ts)。換言之,基本上,如果定子210的厚度(ts)減少到小于3.5mm,那么磁通路徑變窄,并且這可導(dǎo)致磁通過(guò)度擁擠并且使得難以制造旋轉(zhuǎn)變壓器。同時(shí),如果定子210的厚度(ts)增加到大于10.5mm,那么轉(zhuǎn)子220的厚度(tr)也應(yīng)相應(yīng)地增加,并且因此,產(chǎn)品的尺寸和重量增加。由于這個(gè)原因,定子210和轉(zhuǎn)子220的厚度相對(duì)于定子210與轉(zhuǎn)子220之間的間隙增加,并且因此,不可借助于等式2容易地優(yōu)化厚度。
在下文中,根據(jù)轉(zhuǎn)子與定子之間的層壓厚度差,將參考旋轉(zhuǎn)變壓器測(cè)量性能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證本公開(kāi)的效果。
在該實(shí)驗(yàn)中,使用轉(zhuǎn)子與定子之間的層壓厚度差(tr-ts)在-0.7mm到+0.95mm范圍內(nèi)的樣本。實(shí)驗(yàn)條件被設(shè)置成在轉(zhuǎn)子處具有24.5℃的測(cè)試溫度、7Vrms的外加電壓、10kHz的頻率和60rpm的旋轉(zhuǎn)速度,并且除了層壓厚度差(tr-ts)之外其他實(shí)驗(yàn)條件維持一致。在實(shí)驗(yàn)中,以0.02mm直到0.2mm的間隔產(chǎn)生偏移誤差(δ)。此外,在實(shí)驗(yàn)中,以0.3°直到3°的間隔產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)角誤差(θ)。與使用編碼器獲得的測(cè)量值(參考值)比較,計(jì)算輸出側(cè)的測(cè)量誤差。此外,本實(shí)驗(yàn)中的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)變壓器的最大允許誤差被設(shè)置成±0.5°。這是因?yàn)榫哂袧M足±0.5°的最大允許誤差的測(cè)量性能的旋轉(zhuǎn)變壓器可應(yīng)用于各種精度控制系統(tǒng),從而確保通用應(yīng)用以及測(cè)量精度。
圖5a至圖5f是示出了在每種情況下根據(jù)偏移誤差(δ)的最大測(cè)量誤差與輸入/輸出變壓比的圖形。
當(dāng)轉(zhuǎn)子的厚度(tr)小于定子的厚度(ts)時(shí),也就是當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為-0.7mm(情況01)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)隨著偏移誤差增加,最大測(cè)量誤差突然增加到0.9°,并且與初始變壓比相比,變壓比也大大降低,如圖5a所示。
此外,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為-0.35mm(情況02)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)隨著偏移誤差(δ)增加,最大測(cè)量誤差突然增加到0.88°,并且與初始變壓比相比,變壓比也大大降低,如圖5b所示。
此外,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0mm(情況03)時(shí),也就是當(dāng)轉(zhuǎn)子的厚度(tr)與定子的厚度(ts)相同時(shí),可以發(fā)現(xiàn)隨著偏移誤差(δ)增加,最大測(cè)量誤差仍增加到0.65°,并且與初始變壓比相比,變壓比也大大降低,如圖5c所示。
換言之,可理解當(dāng)轉(zhuǎn)子的厚度小于或等于定子的厚度時(shí),根據(jù)扭轉(zhuǎn)角誤差的發(fā)生,旋轉(zhuǎn)變壓器的測(cè)量性能和變壓比大大降低。
同時(shí),當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0.35mm(情況04)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)即使偏移誤差(δ)增加,最大測(cè)量誤差只增加到0.51°,并且變壓比的變化率也大大降低,如圖5d所示。
具體地,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0.7mm(情況05)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)即使偏移誤差(δ)增加,最大測(cè)量誤差只維持在0.3°的水平以提高測(cè)量精度,并且變壓比的變化率在技術(shù)方面也可忽略,如圖5e所示。
此外,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0.95mm(情況06)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)即使偏移誤差(δ)增加,最大測(cè)量誤差只維持在0.284°的水平以進(jìn)一步提高測(cè)量精度,并且變壓比的變化率在技術(shù)方面也可忽略,如圖5f所示。
換言之,可以理解,當(dāng)轉(zhuǎn)子的厚度比定子的厚度大一定水平(0.7mm)時(shí),可以提高旋轉(zhuǎn)變壓器抵抗偏移誤差的魯棒性和測(cè)量性能。
圖6a至圖6f是示出在每種情況下根據(jù)扭轉(zhuǎn)角誤差(θ)的最大測(cè)量誤差與輸入/輸出變壓比的圖形。
當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為-0.7mm(情況01)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)隨著扭轉(zhuǎn)角誤差增加,最大測(cè)量誤差突然增加到1.65°,并且與初始變壓比相比,變壓比也大大降低,如圖6a所示。
此外,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為-0.35mm(情況02)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)隨著扭轉(zhuǎn)角誤差增加,最大測(cè)量誤差突然增加到1.2°,并且與初始變壓比相比,變壓比也大大降低,如圖6b所示。
此外,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0mm(情況03)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)隨著扭轉(zhuǎn)角誤差增加,最大測(cè)量誤差仍增加到0.82°,并且與初始變壓比相比,變壓比也大大降低,如圖6c所示。
換言之,可理解當(dāng)轉(zhuǎn)子的厚度小于或等于定子的厚度時(shí),根據(jù)扭轉(zhuǎn)角誤差的出現(xiàn),旋轉(zhuǎn)變壓器的測(cè)量性能和變壓比大大降低。
同時(shí),當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0.35mm(情況04)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)即使扭轉(zhuǎn)角誤差增加,最大測(cè)量誤差只增加到0.55°,并且變壓比的變化率也大大降低,如圖6d所示。
具體地,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0.7mm(情況05)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)即使扭轉(zhuǎn)角誤差增加,最大測(cè)量誤差只維持在0.29°的水平以提高測(cè)量精度,并且變壓比的變化率在技術(shù)方面也可忽略,如圖6e所示。
此外,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0.95mm(情況06)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)即使扭轉(zhuǎn)角誤差增加,最大測(cè)量誤差只維持在0.284°的水平以進(jìn)一步提高測(cè)量精度,并且變壓比的變化率在技術(shù)方面也可忽略,如圖6f所示。
換言之,可以理解,當(dāng)轉(zhuǎn)子的厚度比定子的厚度大一定水平(0.7mm)時(shí),不僅可以提高旋轉(zhuǎn)變壓器抵抗偏移誤差的魯棒性和測(cè)量性能而且可以提高旋轉(zhuǎn)變壓器抵抗扭轉(zhuǎn)角誤差的魯棒性和測(cè)量性能。
圖7是示出了在每種情況下根據(jù)偏移誤差的最大測(cè)量誤差與變壓比的變化趨勢(shì)的圖形。
如圖7所示,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0.7mm或更高(情況05,情況06)時(shí),即使出現(xiàn)偏移誤差,最大測(cè)量誤差也維持在0.3°或更低以滿足允許誤差范圍,并且變壓比的變化率為-3%或更低,其可以忽略。此外,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0.95mm(情況06)時(shí),即使出現(xiàn)偏移誤差,最大測(cè)量誤差也維持在0.284°以進(jìn)一步提高測(cè)量性能,并且變壓比的變化率是-1%或更低,從而可忽略。然而,如果轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)大于0.95mm,那么可以理解,即使厚度差(tr-ts)增加,也不會(huì)大大提高測(cè)量性能。
圖8是示出了在每種情況下根據(jù)扭轉(zhuǎn)角誤差的最大測(cè)量誤差與變壓比的變化趨勢(shì)的曲線圖。
如圖8所示,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0.7mm或更高(情況05,情況06)時(shí),即使出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)角誤差,最大測(cè)量誤差也維持在0.3°以滿足允許誤差范圍,并且變壓比的變化率為-4%或更低,從而可忽略。此外,當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)為0.95mm(情況06)時(shí),即使出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)角誤差,最大測(cè)量誤差也維持在0.284°以進(jìn)一步提高測(cè)量性能,并且變壓比的變化率為-1%或更低,從而可忽略。然而,如果轉(zhuǎn)子與定子之間的厚度差(tr-ts)大于0.95mm,那么可以理解,即使厚度差(tr-ts)增加,也不會(huì)大大提高測(cè)量性能。
如上所述,根據(jù)本公開(kāi),由于轉(zhuǎn)子被配置成在一定程度上具有比定子的層壓厚度大的層壓厚度,因此,可有效抵消通常在組裝旋轉(zhuǎn)變壓器時(shí)產(chǎn)生的由組裝誤差引起的影響,并且可以提高測(cè)量精度。此外,由于用于優(yōu)化定子與轉(zhuǎn)子之間的層壓厚度差的數(shù)值范圍被設(shè)置為反映在旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計(jì)上,因此,能夠防止設(shè)計(jì)誤差并降低制造成本。此外,根據(jù)本公開(kāi)的各種實(shí)施方式也可以解決上文未提及的各種技術(shù)目標(biāo)。
至此,已經(jīng)詳細(xì)描述了本公開(kāi)的實(shí)施方式。然而,所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚地理解,可以在本公開(kāi)的范圍內(nèi)進(jìn)行各種更改。因此,實(shí)施方式不應(yīng)被解釋為限制性,而是說(shuō)明性的。換言之,本公開(kāi)的真實(shí)范圍在所附權(quán)利要求書中定義,并且其等同物和更改應(yīng)完全被視作落入本公開(kāi)的范圍內(nèi)。