ad15原理图中变压器种类_电驱动位置传感器—阻式旋转变压器的基本工作原理...

旋转变压器常用于电动汽车中所用的位置、速度传感器。例如&＃xff0c;驱动用电动机和发电机的位置传感器、电动助力方向盘电机的位置传感器、燃气阀角度测量等&＃xff0c;都采用了旋转变压器。但旋转变压器形式多样&＃xff0c;而磁阻式旋转变压器因其工艺性好、相对位移大、可靠性高、低成本而被广泛应用于电动汽车。

磁阻式旋转变压器&＃xff1a;一相励磁绕组和两相输出绕组固定在定子槽内&＃xff0c;转子磁极形状特殊设计&＃xff0c;使得气隙于正弦形状&＃xff0c;转子在旋转时&＃xff0c;由气隙的变化使得两相输出绕组信号成正余弦关系。看完之后&＃xff0c;是不是一脸懵圈。

下面将先温习最基本的理论“电生磁”、“磁生电”&＃xff0c;再介绍磁阻式旋转变压器的基本工作原理。

1. 磁和电的基本关系

1).安培定则(“电生磁”) :螺旋管载有电流&＃xff0c;产生磁场。

图1.

2).法拉第电磁感应定律(“磁生电”)&＃xff1a;磁通量的变化产生感应电动势。

图2.

2. 磁阻效应

“金属或半导体的载流子在磁场中运动时&＃xff0c;由于受到电磁场的变化产生的洛伦兹力作用&＃xff0c;产生了磁阻效应”。看完之后&＃xff0c;又有点懵圈。

为了更好地理解&＃xff0c;我们做个试验&＃xff0c;如图3所示&＃xff0c;U型硅钢片1绕上螺旋线&＃xff0c;并在U型开口处方一块小硅钢片2&＃xff0c;当螺旋线通上电流&＃xff0c;则硅钢2和硅钢片1吸合在一起&＃xff0c;如图4所示&＃xff0c;这就磁阻效应的结果。

磁力线(即磁感应线)总是走磁阻最小(磁导率最大)的路径且选择路径最小的回路。由于空气的磁阻比硅钢的磁阻大&＃xff0c;磁力线会优先走在硅钢片内部&＃xff0c;如图3所示&＃xff0c;由于磁力线总是选择最小回路路径&＃xff0c;硅钢片2处的磁力线会要求拉直&＃xff0c;硅钢片1和硅钢片2就好比在磁力线拉力作用下吸合在一起&＃xff0c;如图4所示。

图3

图4

3.变压器

变压器有两组螺旋线圈。初级螺旋线圈1和次级螺旋线圈2&＃xff0c;如图5。当初级螺旋线圈1通上交流电V1时&＃xff0c;根据安培定则&＃xff0c;初级螺旋线圈1产生磁感应&＃xff0c;磁感应线经铁芯&＃xff0c;穿过次级线圈2&＃xff0c;根据法拉第电磁感应定律&＃xff0c;次级螺旋线圈2则产生感应电动势V2。两组螺旋线圈匝数比等于电压比。

图5. 

图6.

4.磁阻式旋转变压器

磁阻式旋转变压器工作原理示意图&＃xff0c;直接上图&＃xff0c;如图7所示。

速度传感器“磁阻式旋转变压器”采用一相励磁绕组和两相输出绕组固定在定子槽内&＃xff0c;转子磁极形状特殊设计&＃xff0c;使得气隙于正弦形状&＃xff0c;转子在旋转时&＃xff0c;由气隙的变化使得两相输出绕组信号成正余弦关系&＃xff0c;如图8所示。

图8&＃xff1a;旋变速度传感器原理图

图9.旋变速度传感器计算公式

图10.速度传感器旋便信号输出波形

结语&＃xff1a;

关于文章内容&＃xff0c;期待能听到你的建议、想法。点击“在看”或反馈你的意见&＃xff0c;是持续更新下去的动力。更多相关电驱动系统内容可关注微信公众号/知乎&＃xff1a;“可可电驱”&＃xff0c;如下图所示。