短距绕组轴向磁阻式旋转变压器的优化分析 - 哈尔滨工程大学学报.pdf

第３６卷第５期 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ．３６ №．５ ２０１５年５月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｍａｙ ２０１５ 短距绕组轴向磁阻式旋转变压器的优化分析 １ １ １ ２ 尚静 ，王昊 ，李婷婷 ，郝艳玲 （１． 哈尔滨工业大学 电气工程系，黑龙江哈尔滨 １５０００１；２． 哈尔滨工程大学 自动化学院，黑龙江哈尔滨 １５０００１） 摘　 要：为了降低测量误差，提出了一种具有分布式绕组的轴向磁阻式旋转变压器，并对一些结构参数进行了相应的优 化分析。 说明了这种新型旋转变压器的结构组成，在每极每相齿数不同的情况下，应用磁路解析法推导了函数误差的变 化规律；运用有限元分析法研究了气隙以及极对数改变时对信号绕组的输出电势产生的影响。 分析结果表明，结构参数 的改变会引起输出电势的幅值以及函数误差的变化。 通过优化分析，提高了这种具有分布式绕组的轴向磁阻式旋转变 压器的测量精度，为样机的制作提供理论依据。 关键词：旋转变压器；轴向磁阻式；有限元分析；函数误差；输出电势；短距绕组 ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００６⁃７０４３．２０１３１２０８６ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ／ ２３．１３９０．Ｕ１７０２．０２２．ｈｔｍｌ 中图分类号：Ｕ４６３．３　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１５）０５⁃０７２５⁃０５ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ａｎ ａｘｉａｌ ｆｌｕｘ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｒｅｓｏｌｖｅｒ ｗｉｔｈ ｓｈｏｒｔ ｐｉｔｃｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｗｉｎｄｉｎｇｓ １ １ １ ２ ＳＨＡＮＧＪｉｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｈａｏ ，ＬＩ Ｔｉｎｇｔｉｎｇ ，ＨＡＯ Ｙａｎｌｉｎｇ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ａｘｉａｌ ｆｌｕｘ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｒｅｓｏｌｖｅｒ ｗｉｔｈ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｗｉｎｄｉｎｇｓ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅ⁃ ｄｕｃｅ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｅｒｒｏｒｓ，ａｎｄ ｅｌａｂｏｒａｔｅｓ ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ． Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｉｔｓ ｏｐｔｉｍｉｚａ⁃ ｔｉｏｎ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｆｉｇｕｒｅ ｏｕｔ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ． Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｒｕｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒｓ ａｒｅ ｄｅ⁃ ｒｉｖｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｅｔｈ ｎｕｍｂｅｒｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌｅｓ ａｎｄ ｐｈａｓｅｓ． Ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅ⁃ ｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｕｓｅｄｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅｆｏｒｃｅｓｏｆ ｓｉｇｎａｌｗｉｎｄｉｎｇｓｗｈｅｎｔｈｅｖａｌ⁃ ｕｅｓ ｏｆ ａｉｒ ｇａｐ ａｎｄ ｐｏｌｅ ｐａｉｒｓ ａｒｅ ｃｈａｎｇｅｄ． Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ