本文關(guān)鍵詞：基于場路耦合的繞線式旋轉(zhuǎn)變壓器的參數(shù)設(shè)計與諧波分析

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【摘要】：繞線式旋轉(zhuǎn)變壓器因其精度很高、且具有結(jié)構(gòu)可靠、使用壽命長、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點,在航空航天和軍事等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。本論文圍繞無接觸繞線式旋變的精度,從參數(shù)設(shè)計與結(jié)構(gòu)優(yōu)化兩方面對無接觸繞線式旋變展開研究工作,具有一定的實用價值。繞組結(jié)構(gòu)對旋變的精度起決定性的作用。本文首先分析了繞線式旋轉(zhuǎn)變壓器的原理及繞組結(jié)構(gòu),對定轉(zhuǎn)子繞組采用正弦分布繞組的旋變原理進行了理論推導(dǎo)。對采用雙層短距繞組,同心式正弦繞組和采用斜槽處理等不同結(jié)構(gòu)的繞線式旋變進行了電磁設(shè)計并利用有限元軟件進行仿真,對各種結(jié)構(gòu)下的輸出電勢進行了諧波分析。給出了既能保證精度又能提高繞組利用率的一對極旋轉(zhuǎn)變壓器的設(shè)計方法。旋變的結(jié)構(gòu)決定了旋變內(nèi)部的漏磁情況,對于長徑比較小的旋變,漏磁比例通常更大。采用場路相結(jié)合的方法,對所設(shè)計旋變進行了電感參數(shù)的分析與計算,并利用有限元建立三維模型,著重分析了它的槽漏磁和端部漏磁情況。此外,完成了一對極繞線式旋變的齒槽配合研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化。比較了不同旋變結(jié)構(gòu)如定子槽型、氣隙長度、定轉(zhuǎn)子相對軸向長度等因素對旋變信號繞組輸出電勢幅值和精度的影響。以上因素均對旋變信號繞組精度有很大影響。耦合變壓器為無接觸繞線式旋變系統(tǒng)提供了激磁信號。以控制激磁電流與保證輸出電壓為目的,對以感應(yīng)同步器作為負(fù)載的耦合變壓器進行了電路分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計仿真。分析了低電阻做負(fù)載的耦合變壓器的輸出特性。針對頻率、渦流損耗、氣隙對輸出電勢的影響進行了討論。通過仿真分析了耦合變壓器的阻抗匹配問題。對于此種旋變,原端激磁匝數(shù)不宜選取過多。同時,對其中一種方案進行了實驗分析驗證,效果較為理想。一對極旋變雖然能提供絕對位置但是精度遠不如多對極旋變。分析了多對極繞線式旋變的齒槽結(jié)構(gòu),對近槽配合時相同極對數(shù)下采用不同繞組重復(fù)周期設(shè)計的旋變精度進行討論。給出了旋變精度隨極對數(shù)變化的大致關(guān)系。提出共勵磁系統(tǒng)的繞組設(shè)計方法,對不同極對數(shù)下采用相同繞組結(jié)構(gòu)的共勵磁雙通道繞線式旋變和分別勵磁雙通道繞線式旋變輸出電勢波形進行對比。在極對數(shù)達到一定個數(shù)時,共勵磁結(jié)構(gòu)輸出信號電勢的畸變率可以降低至與分別勵磁結(jié)構(gòu)的輸出電勢畸變率相同。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM383.2

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本文編號：1163937