磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器簡介專題培訓(xùn)課件

磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器簡介磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器簡介1內(nèi)容1.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器介紹定義特點測試材料標(biāo)準(zhǔn)使用注意事項2.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用EPS電動汽車礦山機械高鐵3.國外磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器先進技術(shù)生產(chǎn)商介紹設(shè)計理念生產(chǎn)線焊接封裝下線4.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器存在的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢1內(nèi)容1.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器介紹121.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器介紹

定義特點測試材料標(biāo)準(zhǔn)使用注意事項81.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器介紹

定義83

磁阻式旋變是一種利用氣隙磁阻變化而輸出信號變化的旋轉(zhuǎn)變壓器.其是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用氣隙變化磁阻變化，而使輸出繞阻的感生電壓隨機械轉(zhuǎn)角作相應(yīng)正弦或余弦變化的角度傳感元件。

轉(zhuǎn)角變化----氣隙磁導(dǎo)變化----氣隙磁通密度變化----副邊感生電動勢變化

凸極轉(zhuǎn)子弧線決定氣隙分布磁導(dǎo)變化，氣隙磁導(dǎo)影響信號繞組感應(yīng)電勢變化。1.1定義凸極轉(zhuǎn)子弧線決定氣隙分布磁導(dǎo)變化，氣隙磁4①結(jié)構(gòu)簡單；②成本低；③環(huán)境要求不高；④容易實現(xiàn)傳動系統(tǒng)一體化，如ISG電機、TM電機；

21.2特點①結(jié)構(gòu)簡單；21.2特點5設(shè)備配置主要測試項目設(shè)備儀器圖靜態(tài)高精度測試平臺

（含：光學(xué)分度頭、功率信號發(fā)生器、測試儀）電氣誤差、變壓比、基準(zhǔn)電氣零位標(biāo)記檢測示波器相位移、零位電壓

間接測量：空載電流、消耗功率、阻抗絕緣電阻儀絕緣電阻檢測耐電壓測試儀絕緣介電強度檢測高低溫試驗箱高低溫測試振動試驗臺振動檢測1.3測試設(shè)備配置主要測試項目設(shè)備儀器圖靜態(tài)高精度測試平臺

（含67磁阻旋變主要由兩大系統(tǒng)組成：電路系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)。鐵磁材料是組成磁路的主要部分。1.4材料7磁阻旋變主要由兩大系統(tǒng)組成：電路系統(tǒng)和磁路系統(tǒng)。鐵磁材料是78鐵芯是有阻值的，當(dāng)磁通交變時，鐵芯中就會感應(yīng)交變的電勢，在導(dǎo)電的鐵芯中就會產(chǎn)生環(huán)流，這種電流在鐵芯構(gòu)成的回路與磁通相環(huán)鏈，故稱渦流。渦流產(chǎn)生的損耗稱為渦流損耗。kw——與材料有關(guān)的比例系數(shù)pW=K2f2d2Bm2V/12V：鋼片的體積：硅鋼片的電阻率d：硅鋼片厚度pWf2、d2、Bm2、1/、V加入硅硅鋼片增大1.4材料8鐵芯是有阻值的，當(dāng)磁通交變時，鐵芯中就會感應(yīng)交變的電勢，在891.4材料91.4材料910為減小渦流損耗，電機和變壓器的鐵心都用含硅量較高的薄硅鋼片疊成。1.4材料10為減小渦流損耗，電機和變壓器的鐵心都用含硅量較高的薄硅鋼10⑤磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器上海市企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由上海贏雙電機有限公司于2012年5月提出并起草。

內(nèi)容：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器的術(shù)語和定義、分類和標(biāo)記、要求、試驗方法、檢驗方法、檢驗規(guī)則、標(biāo)志、標(biāo)簽和包裝、運輸、貯存21.5標(biāo)準(zhǔn)⑤磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器上海市企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由上海贏雙電機有限11

1.施加給旋轉(zhuǎn)變壓器的激勵電壓、頻率應(yīng)當(dāng)與產(chǎn)品參數(shù)一致，2.旋轉(zhuǎn)變壓器使用環(huán)境如沖擊、震動、溫濕度、鹽霧、海撥應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，

3.旋轉(zhuǎn)變壓器定子端部引出線在裝配、包裝、運輸、保存、安裝、使用過程中應(yīng)該注意保護。4.旋轉(zhuǎn)變壓器使用時應(yīng)該有屏蔽和接地措施。

安裝在電機內(nèi)部時，由于馬達內(nèi)部的磁場會影響旋變本身的磁通量變化率，從而影響其解碼精度，因此必須加裝屏蔽罩。并且在旋變的輸出線上套上屏蔽線，降低空間電磁干擾。采用這種安裝方法將使旋變得到很好的保護，不會受到灰塵、油污等的影響，

因此旋變使用壽命長，故障率低，

是一種理想的使用方法。

1.6注意事項1.6注意事項122.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用

EPS上應(yīng)用電動汽車上應(yīng)用礦山機械上應(yīng)用高鐵上應(yīng)用82.磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用

EPS上應(yīng)用813

EPS是一個典型的電機伺服系統(tǒng)。在EPS中,汽車轉(zhuǎn)向時,轉(zhuǎn)矩傳感器檢測到轉(zhuǎn)向盤的力矩和轉(zhuǎn)動方向，將這些信號輸送到電控單元,電控單元根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動力矩、轉(zhuǎn)動方向和車輛速度等數(shù)據(jù)向電動機控制器發(fā)出信號指令,使電動機輸出相應(yīng)大小及方向的轉(zhuǎn)動力矩以產(chǎn)生助動力。目前,國外各大EPS研發(fā)單位正在開發(fā)助力電機為交流電機的EPS,以取代原有的有刷直流電機EPS。EPS必須滿足很高的實時性和較高的精度要求,同時,要確保其具有高的可靠性。無刷旋轉(zhuǎn)變壓器是較好的選擇。2.1EPS上的應(yīng)用2.1EPS上的應(yīng)用145.1.1旋轉(zhuǎn)變壓器在電動汽車電機上面的應(yīng)用

混合動力汽車的動力系統(tǒng)以動力傳輸路線分類，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。不管采用何種方式，在電動機參與傳動時都需要速度反饋，控制器接收到速度反饋信號后控制電動機驅(qū)動機構(gòu)將車速穩(wěn)定在目標(biāo)速度，

也可以根據(jù)速度選擇傳動方式。常用的速度反饋元件有旋轉(zhuǎn)編碼器，霍爾速度傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器（簡稱旋變）。從功能上來講，三者都能完成速度反饋的功能，但是編碼器由于碼盤防護等級不高，容易震壞，雖然有較高的分辨率，但是維修頻率高，從而影響整臺車質(zhì)量可靠性；霍爾速度傳感器價格便宜、

但是分辨率低，使得控制精度受到限制，

而且霍爾元件長時間受熱后磁性會減弱，所以使用壽命不長；旋轉(zhuǎn)變壓器由于轉(zhuǎn)子和定子分離，無接觸，而且采用無刷設(shè)計，所以有很高的防護等級，能耐高強度的震動，不怕水和油污，使用壽命可以長達數(shù)十年，另外采用專用的轉(zhuǎn)換芯片解碼，可以將旋變輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，有和旋轉(zhuǎn)編碼器相當(dāng)?shù)慕獯a精度。因此，做為混合動力汽車的速度反饋元件，旋變可以說一種比較理想的選擇。2.2電動汽車上的應(yīng)用5.1.1旋轉(zhuǎn)變壓器在電動汽車電機上面的應(yīng)用2.2電動汽車上152.2電動汽車上的應(yīng)用2.2電動汽車上的應(yīng)用162.2電動汽車上的應(yīng)用2.2電動汽車上的應(yīng)用172.2電動汽車上的應(yīng)用2.2電動汽車上的應(yīng)用18

35磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用范圍：混合動力汽車、純電動汽車等。2.2電動汽車上的應(yīng)用35磁阻式旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用范圍：混合動力汽車、純194位置Tmax引擎燃燒室*1500℃引擎*1200℃Pruis允許電機繞組溫升*2170℃Pruis電機冷卻油允許溫升*2158℃振動15g/50~200Hz/3維/無共振沖擊距混凝土地面90cm的高處落下100g/11ms/3維濕度10%~100%RH/-40~120℃污濁鹽霧、污濁溶液及油中的浸漬熱沖擊-40~120℃/各溫度下存放30min/800次循環(huán)發(fā)動機室溫度發(fā)動機用傳感器的典型環(huán)境條件汽車引擎熱環(huán)境

某型號混合動力汽車汽車熱管理研究2.2電動汽車上的應(yīng)用4位置Tmax引擎燃燒室*1500℃引擎*1200℃Prui20旋轉(zhuǎn)變壓器在礦山機械上面的應(yīng)用主要是井下運煤車、傳輸帶電機等，一般以磁阻式旋變?yōu)橹鳌?.3礦山機械上的應(yīng)用2.3礦山機械上的應(yīng)用21222.4高鐵上的應(yīng)用222.4高鐵上的應(yīng)用223.國外磁阻式旋變先進技術(shù)

生產(chǎn)商介紹設(shè)計理念生產(chǎn)流水線焊接封裝下線83.國外磁阻式旋變先進技術(shù)

生產(chǎn)商介紹823國內(nèi)旋變生產(chǎn)商----西安西電微電機有限責(zé)任公司、青島青微電器有限責(zé)任公司、中國電子科技集團公司第二十一研究所、深圳厚施電子科技有限公司、上海贏雙電機有限公司等等。3.1磁阻旋變生產(chǎn)商介紹國內(nèi)旋變生產(chǎn)商----西安西電微電機有限責(zé)任公司、青島青微電24國內(nèi)旋變科研構(gòu)----西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、上海大學(xué)等等。3.1磁阻旋變生產(chǎn)商介紹國內(nèi)旋變科研構(gòu)----西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京航空25國外旋變生產(chǎn)商----日本多摩川精機、日本美蓓亞、德國LTN、德國西門子、瑞士ABB、美國泰科電氣、美國托菲電氣、荷蘭ATAS等等。3.1磁阻旋變生產(chǎn)商介紹國外旋變生產(chǎn)商----日本多摩川精機、日本美蓓亞、德國LTN26采用有限元分析與RDC耦合聯(lián)合仿真，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提升產(chǎn)品性能、降低研發(fā)成本143.2設(shè)計理念采用有限元分析與RDC耦合聯(lián)合仿真，縮短產(chǎn)品2728采用磁場分析來設(shè)計在磁場解析中容易造成問題的是漏磁通。旋轉(zhuǎn)變壓器是位于馬達內(nèi)的磁傳感器，因此馬達機身泄漏出來的磁通量會使信號失真。為了將這一影響降低至最小限度，美蓓亞采取了使用磁場分析來設(shè)計的方法。這種方法是憑借在EPS馬達用途中積累的經(jīng)驗確立的a）馬達機身泄漏出來的漏磁通導(dǎo)致失真。（b）確立了將失真量降至最小的設(shè)計方法。

3.2設(shè)計理念28采用磁場分析來設(shè)計a）馬達機身泄漏出來的漏磁通導(dǎo)致失真。2829泰國邦芭茵工廠的生產(chǎn)線有數(shù)十條由7～8臺繞線機排列成的生產(chǎn)線3.2生產(chǎn)流水線29泰國邦芭茵工廠的生產(chǎn)線3.2生產(chǎn)流水線2930采用TIG（TungstenInertGas，鎢極惰性氣體）焊接3.3焊接30采用TIG（TungstenInertGas，鎢極惰3031采用樹脂成型封裝3.4封裝31采用樹脂成型封裝3.4封裝3132自動繞線、下線3.5繞線32自動繞線、下線3.5繞線324.磁阻式旋變存在的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢

磁阻式旋變存在的挑戰(zhàn)磁阻式旋變發(fā)展趨勢84.磁阻式旋變存在的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢

磁阻式旋變存在的挑戰(zhàn)833

分析研究漏磁屏蔽對于磁阻式旋變非常重要旋變輸出信號會導(dǎo)致IPM電機相移選用不同的隔磁材料改善信號失真旋變電磁設(shè)計需先于IPM電極設(shè)計磁路屏蔽結(jié)構(gòu)IPM電機與旋變?nèi)S結(jié)構(gòu)由磁阻式旋變激磁引起的IPM電機反電勢失真a.32nm負載，b.80nm負載磁路屏蔽后磁場分析10磁阻式旋變與IPM電機之間磁場干擾問題4.1磁阻式旋變存在的挑戰(zhàn)磁路屏蔽結(jié)構(gòu)IPM電機與旋變?nèi)S結(jié)構(gòu)由磁阻式旋變激磁引起的34低成本、模塊標(biāo)準(zhǔn)化汽車行業(yè)追求低成本，通過研究基于單片機及DSP的低