用于同步电机的高频旋转变压器制造技术

本发明专利技术涉及用于电机的高频旋转变压器，包括具有原边变压器绕组的原边变压器部件和具有副边变压器绕组的副边变压器部件。原边变压器绕组构造成通过DC-AC变流器联接到DC电源。副边变压器绕组构造成联接到转子的绕组。原边和副边变压器部件各机械联接到定子或转子。副边变压器部件构造成相对于原边变压器部件旋转以通过原边变压器绕组和副边变压器绕组产生磁通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大致涉及一种同步电机，更具体地涉及与绕线转子同步电机等结合使用的变压器。
技术介绍
现代绕线转子同步电机典型地需要静止的转子磁场与定子磁场相互作用并在电机轴上产生转矩。产生此静止磁场的电能以DC电流的形式由马达外部提供。因为电机转子旋转，需要通过旋转接口提供电能给转子。典型地，此旋转接口通过使用电刷(静止侧)和滑环(旋转侧)来实现。此方法对于长期耐久性(例如，电刷的磨损)和可靠性(在不利环境下的电刷至滑环的电接触的劣化)是不令人满意的。 另一种方法，主要见于发电工业中的大发电机，是使用低频旋转变压器。变压器的原边绕组通过可变电阻器或自耦变压器连接到电网以调节输入电能。变压器的副边绕组与同步发电机的转子一起旋转。固态或机械整流器将来自变压器副边的AC电能转换为提供给发电机磁场绕组的DC电能。因为这样的变压器在相对低的电网频率(例如，60Hz)下操作，这样的装置倾向于过大和过重。因此，需要在绕线转子同步电机中使用的更紧凑和有效的变压器设计。结合附图和上述
和
技术介绍
，从后续的详细说明和所附权利要求中，可以显而易见到本专利技术的其他理想特征和特性。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，用于电机的高频旋转变压器包括具有原边变压器绕组的原边变压器部件和具有副边变压器绕组的副边变压器部件。原边变压器绕组构造成通过DC-AC变流器(逆变器)联接到DC电源。副边变压器绕组构造成联接到转子的绕组(例如，间接地，通过整流器/滤波器电路)。原边和副边变压器部件各机械联接到定子或转子。副边变压器部件构造成相对于原边变压器部件旋转。原边中AC电流通过原边变压器绕组和副边变压器绕组产生磁通。根据一个实施例的旋转变压器电源系统包括构造成接收DC输入和转子电流指令的逆变器模块；其中提供有转子绕组的转子；旋转变压器，所述旋转变压器包括具有原边变压器绕组的原边变压器部件，所述原边变压器绕组构造成与逆变器模块相联接；具有与转子的绕组相联接的副边变压器绕组的副边变压器部件，其中原边和副边变压器部件各机械联接到定子或转子；并且其中副边变压器部件构造成相对于原边变压器部件旋转以通过原边变压器绕组和副边变压器绕组产生磁通。此外，本专利技术还涉及以下技术方案。I. 一种用于具有定子和转子的电机的高频旋转变压器，所述旋转变压器包括 具有原边变压器绕组的原边变压器部件，所述原边变压器绕组构造成与DC电源联接；以及具有副边变压器绕组的副边变压器部件，所述副边变压器绕组构造成与所述转子的绕组联接； 其中，所述原边变压器部件和副边变压器部件各机械联接到所述定子或转子；以及其中，所述副边变压器部件构造成相对于所述原边变压器部件旋转以通过所述原边变压器绕组和所述副边变压器绕组产生磁通。2.根据技术方案I所述的旋转变压器，其特征在于，所述副边变压器部件构造成相对于所述原边变压器部件旋转以提供大于约60Hz的变压器频率。3.根据技术方案I所述的旋转变压器，其特征在于，所述原边变压器部件和所述 副边变压器部件被轴向间隙分开。4.根据技术方案3所述的旋转变压器，其特征在于，所述原边变压器部件机械联接到所述定子，所述副边变压器部件机械联接到所述转子。5.根据技术方案I所述的旋转变压器，其特征在于，所述原边变压器部件和所述副边变压器部件被径向间隙分开。6.根据技术方案5所述的旋转变压器，其特征在于，所述原边变压器部件机械联接到所述定子，所述副边变压器部件机械联接到所述转子。7.根据技术方案6所述的旋转变压器，其特征在于，所述副边变压器部件套在所述转子的毂的内径中。8.根据技术方案I所述的旋转变压器，其特征在于，还包括设置在所述原边变压器部件和所述副边变压器部件的至少一个中的冷却液体路径。9.根据技术方案I所述的旋转变压器，其特征在于，所述冷却液体路径构造成接收汽车变速器油。10. 一种旋转变压器电源系统，包括 构造成接收DC输入和转子电流指令的逆变器模块； 其中提供有转子绕组的转子； 旋转变压器，所述旋转变压器包括 具有原边变压器绕组的原边变压器部件，所述原边变压器绕组构造成与所述逆变器模块联接；以及 具有与所述转子的绕组联接的副边变压器绕组的副边变压器部件， 其中，所述原边变压器部件和副边变压器部件各机械联接到所述定子或所述转子，并且其中，所述副边变压器部件构造成相对于所述原边变压器部件旋转，以通过所述原边变压器绕组和所述副边变压器绕组产生磁通。11.根据技术方案10所述的系统，其特征在于，还包括在所述旋转变压器和所述转子绕组之间相互连接的AC-DC部件。12.根据技术方案10所述的系统，其特征在于，所述原边变压器部件和所述副边变压器部件被轴向间隙分开。13.根据技术方案12所述的系统，其特征在于，所述原边变压器部件机械联接到所述定子，所述副边变压器部件机械联接到所述转子。14.根据技术方案10所述的系统，其特征在于，所述原边变压器部件和所述副边变压器部件被径向间隙分开。15.根据技术方案14所述的系统，其特征在于，所述原边变压器部件机械联接到所述定子，所述副边变压器部件机械联接到所述转子。16.根据技术方案15所述的系统，其特征在于，所述副边变压器部件套在所述转子的毂的内径中。17.根据技术方案10所述的系统，其特征在于，所述原边变压器绕组和所述副边变压器绕组是环形的。18.根据技术方案10所述的系统，其特征在于，所述副边变压器部件构造成相对于所述原边变压器部件旋转以提供大于约60Hz的变压器频率。19. 一种用于提供电能给具有转子和定子的电机的方法，包括如下步骤 在高频旋转变压器接收指示转子电流指令的AC信号； 通过相对于所述高频旋转部件的原边绕组旋转所述高频旋转变压器的副边绕组以产生磁通而通过所述高频旋转变压器联接所述AC信号； 将所述联接的AC信号转换为DC信号； 提供所述DC信号给所述转子的绕组。20.根据技术方案19所述的方法，其特征在于，所述联接包括相对于所述原边绕组旋转所述副边绕组，使得所述高频旋转变压器的频率大于约60Hz。附图说明下面将结合以下附图来描述本专利技术，其中相同的附图标记表示相同的元件，附图中 图I是根据一个实施例的与同步电机相关的旋转变压器电源系统的概念框 图2是根据一个实施例的轴向间隙旋转变压器的示意性横截面 图3是根据一个实施例的径向间隙旋转变压器的示意性横截面图。具体实施例方式总体上，本专利技术的实施例涉及构造成提供电能给绕线转子同步电机的磁场绕组的紧凑的、重量轻的、高频旋转变压器。为了简单清楚地说明，附图描绘了各种实施例的总体结构和/或构造方式。附图中的元件没有必要按比例绘制一些特征的尺寸可相对于其他元件被放大以帮助理解示例性实施例。为简明起见，本领域技术人员已知的传统技术、结构和原理不在本文描述，包括，例如，马达和旋转电机的基本原理、变压器的基本操作原理。参考图I中显示的概念框图，旋转变压器电源组件(或简称为“组件”)100大致包括通过旋转变压器112和整流器/滤波器模块114电联接到同步电机转子绕组116上的DC-AC变流器(逆变器)104 (和相关的控制处理器或“处理器”105)。因此，组件110实现DC-DC变流器，在该DC-DC变流器中静止部件130通过旋转变压器112电联接到旋转部件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.28 US 13/0366521.一种用于具有定子和转子的电机的高频旋转变压器，所述旋转变压器包括 具有原边变压器绕组的原边变压器部件，所述原边变压器绕组构造成与DC电源联接；以及 具有副边变压器绕组的副边变压器部件，所述副边变压器绕组构造成与所述转子的绕组联接； 其中，所述原边变压器部件和副边变压器部件各机械联接到所述定子或转子；以及其中，所述副边变压器部件构造成相对于所述原边变压器部件旋转以通过所述原边变压器绕组和所述副边变压器绕组产生磁通。2.根据权利要求I所述的旋转变压器，其特征在于，所述副边变压器部件构造成相对于所述原边变压器部件旋转以提供大于约60Hz的变压器频率。3.根据权利要求I所述的旋转变压器，其特征在于，所述原边变压器部件和所述副边变压器部件被轴向间隙分开。4.根据权利要求3所述的旋转变压器，其特征在干，所述原边变压器部件机械联接到所述定子，所述副边变压器部件机械联接到所述转子。5.根据权利要求I所述的旋转变压器，其特征在于，所述原边变压器部件和所述副边变压器部件被径向间隙分开。6.根据权利要求5所述的旋转变压器，其特征在干，所述原边变压器部件机械联接到所述定子...

【专利技术属性】
技术研发人员：CC斯坦库，PJ萨瓦吉安，KM拉曼，RT道西，E黑奇，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：