一种无接触旋转变压器的双余度结构

技术领域

本发明属于无接触旋转变压器设计技术，涉及一种无接触旋转变压器的双余度结构。

背景技术

无接触旋转变压器是航空航天领域目前较为常用的传感器类型，其在角度位移的高精度检测和控制上都起到重要作用，能够实现从机械到电磁的传动转换。现航空航天领域对于高可靠性产品有着极大的需求，从提高产品裕度设计(安全系数)方面考虑，原单余度结构状态不能满足其高可靠性的使用需求，这就要求一种无接触旋转变压器的双余度结构，来有效解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是：设计无接触旋转变压器新型双余度结构，以解决上述问题。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：

一种无接触旋转变压器的双余度结构，包括壳体1、前端盖2、后端盖3、长插板4、短插板5、前余度的定子6、后余度的定子7、转轴8、前余度的转子9、后余度的转子10；壳体1内设计有长插槽和短插槽，将长插板4装入壳体1的长插槽中，前余度的定子6装入壳体1的止口端，后余度的定子7装入壳体1的另一端；前端盖2从壳体1的止口端压紧前余度的定子6；后端盖3从壳体1另一端压紧后余度的定子7；短插板5装入壳体1的短插槽和后端盖3内；一体式转轴8将前余度的转子9和后余度的转子10连接成一体，前余度的转子9位于轴伸端，后余度的转子10位于轴后端。

所述长插板4为一长板结构，长插板4与壳体1的配合面设计为平面、长插板4与前余度的定子6、后余度的定子7的配合面设计为圆弧面。

所述短插板5为一短板结构，短插板5与壳体1的配合面设计为平面，短插板5与后端盖3的配合面设计为圆弧面。

所述壳体1的止口端设计有与前端盖2接口，另一端设计有与后端盖3的接口，壳体1与前端盖2接口处的连接采用间隙配合加焊接的配合方式，壳体1与后端盖3接口处的连接采用过渡配合加焊接的配合方式。

所述后端盖3外圆设计有与长插板4、短插板5的接口，前余度的定子6、后余度的定子7的外圆设计有与长插板4的接口。

所述壳体1的长插槽和短插槽与长插板4和短插板5的连接采用过渡配合加焊接的配合方式，后端盖3与长插板4、短插板5接口处的连接采用间隙配合加焊接的配合方式，前余度的定子6、后余度的定子7与长插板4接口处的连接采用间隙配合加焊接的配合方式。

所述转轴8的轴伸端设计有与前余度的转子9的接口，转轴8的轴后端设计有后余度的转子10的接口，转轴8与前余度的转子9、后余度的转子10接口处的连接采用过渡配合加焊接的配合方式。

所述前余度的定子6、后余度的定子7与长插板4的接口设计有零位一致性结构。

所述前余度的定子6、后余度的定子7的电气零位和前余度的定子6、后余度的定子7与长插板4接口的中心线对齐。

本发明的有益效果是：

提出一种无接触旋转变压器新型双余度结构，设计为一个前、后余度的定子和一体式的通孔壳体、前端盖、后端盖、长插板、短插板，以及前、后余度的转子和一体式转轴的结构。其通过一体式的通孔壳体和前端盖、后端盖、长插板、短插板，将前、后余度的定子串联固定在壳体内部；并通过一体式转轴，将前、后余度的转子也串联固定在转轴的对应位置上。同时，在壳体内部、后端盖外圆和前、后余度定子的外圆都设计有插槽，通过长插板和短插板的设计来进行装配并焊接固定；在转轴的外圆和前、后余度转子的内孔间，通过压装和焊接进行固定；形成两套旋转变压器定子和转子串联的双余度设计，最终使旋转变压器实现一个机械信号输入、两组电磁信号输出的目的(机械信号从旋转变压器转轴的轴伸端输入，带动旋转变压器前、后余度转子在前、后余度定子内部同步转动，前、后余度的定、转子间通过电磁耦合分别感应出两组电磁信号输出)。该新型双余度结构的长插板、短插板设计具有较高的结构强度，且可通过装配过程直接保证两个余度之间具有较好的零位一致性，更加适用于具有高可靠性需求的航空航天装备产品使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统单余度无接触旋转变压器结构示意图；

图2为本发明无接触旋转变压器的双余度主视剖视图；

图3为本发明无接触旋转变压器的双余度侧视图。

图中：1-壳体、2-前端盖、3-后端盖、4-长插板、5-短插板、6-前余度定子、7-后余度定子、8-转轴、9-前余度转子、10-后余度转子。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。

在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。

参见图2为无接触旋转变压器新型双余度结构，采用一个前、后余度的定子和一体式的通孔壳体、前端盖、后端盖、长插板、短插板，以及前、后余度的转子和一体式转轴的结构。一体式的通孔壳体和前端盖、后端盖、长插板、短插板，将前、后余度的定子串联固定在壳体内部；一体式的通孔壳体，设计有与前端盖、后端盖的接口；壳体与前端盖接口处的连接采用止口装配加焊接的配合方式，壳体与后端盖接口处的连接采用止口装配加焊接的配合方式。

一种无接触旋转变压器的双余度结构，包括壳体1、前端盖2、后端盖3、长插板4、短插板5、前余度的定子6、后余度的定子7、转轴8、前余度的转子9、后余度的转子10；壳体1内设计有长插槽和短插槽，将长插板4装入壳体1的长插槽中，前余度的定子6装入壳体1的止口端，后余度的定子7装入壳体1的另一端；前端盖2从壳体1的止口端压紧前余度的定子6；后端盖3从壳体1另一端压紧后余度的定子7；短插板5装入壳体1的短插槽和后端盖3内；一体式转轴8将前余度的转子9和后余度的转子10连接成一体，前余度的转子9位于轴伸端，后余度的转子10位于轴后端。

所述长插板4为一长板结构，长插板4与壳体1的配合面设计为平面、长插板4与前余度的定子6、后余度的定子7的配合面设计为圆弧面。长插板4的长度需至前余度的定子6的止口端位置，长插板4的宽度和厚度，根据壳体1的直径和厚度确定，在保证壳体结构强度的基础上，确定长插板4宽度和厚度。

所述短插板5为一短板结构，短插板5与壳体1的配合面设计为平面，短插板5与后端盖3的配合面设计为圆弧面。短插板5的长度至后端盖3出线槽位置为止，短插板5的宽度和厚度，根据壳体1的直径和厚度确定，在保证壳体结构强度的基础上，确定短插板5宽度和厚度。为了保证后端盖3的结构强度，可将短插板5设计为阶梯式结构，短插板5与后端盖3的配合面设计为阶梯式两段圆弧面，两阶梯各占短插板5长度一半，短插板5的薄段位于内部。长插板4和短插板5一般选择结构强度较好的金属材料，可选择航空不锈钢、钛合金、高温合金等。

所述壳体1的止口端设计有与前端盖2接口，另一端设计有与后端盖3的接口，壳体1与前端盖2接口处的连接采用间隙配合加焊接的配合方式，壳体1与后端盖3接口处的连接采用过渡配合加焊接的配合方式。壳体和前端盖配合面为间隙配合，壳体内径为Φ25.6H7mm，前端盖外径为Φ25.6g6 mm。壳体和后端盖配合面为过渡配合，壳体内径为Φ25.6H7mm，后端盖外径为Φ25.6n6 mm。

所述后端盖3外圆设计有与长插板4、短插板5的接口，前余度的定子6、后余度的定子7的外圆设计有与长插板4的接口。

所述壳体1的长插槽和短插槽与长插板4和短插板5的连接采用过渡配合加焊接的配合方式，壳体1长插槽宽度为9.8(+0.1，0)mm，长插板4宽度为9.8±0.05mm，壳体1短插槽宽度为9.8(+0.1，0)mm，短插板5宽度为9.8±0.05mm。后端盖3与长插板4、短插板5接口处的连接采用间隙配合加焊接的配合方式，后端盖3外径为Φ25(0，-0.1)mm，长插板4内径为Φ25(+0.1，0)mm，短插板5内径为Φ25(+0.1，0)mm。前余度的定子6、后余度的定子7与长插板4接口处的连接采用间隙配合加焊接的配合方式，前余度的定子6、后余度的定子7的外径为Φ25(0，-0.1)mm，长插板4内径为Φ25(+0.1，0)mm。壳体长插槽宽度为9.8(+0.1，0)mm，长插板宽度为9.8±0.05mm。壳体短插槽宽度为9.8(+0.1，0)mm，短插板宽度为9.8±0.05mm。(挪至上面)

所述转轴8的轴伸端设计有与前余度的转子9的接口，转轴8的轴后端设计有后余度的转子10的接口，转轴8与前余度的转子9、后余度的转子10接口处的连接采用过渡配合加焊接的配合方式，转轴8外径为Φ6.5k6 mm，前余度的转子9、后余度的转子10的内径为Φ6.5H7 mm。

所述前余度的定子6、后余度的定子7与长插板4的接口设计有零位一致性结构。

所述前余度的定子6、后余度的定子7的电气零位和前余度的定子6、后余度的定子7与长插板4接口的中心线对齐。

转轴8为一体式转轴，将前余度的转子9、后余度的转子10串联固定在转轴8的对应位置上。

装配定子时，首先将长插板4插入壳体1的长插槽并焊接固定，再将前余度的定子6、后余度的定子7的插槽与长插板4对齐后分别压入壳体中；然后将前端盖2、后端盖3分别压入壳体1前后端并焊接固定，后端盖3压入壳体1时长插槽与长插板4对齐；最后将短插板5插入后端盖3的短插槽中并焊接固定。装配转子时，将前余度的转子9、后余度的转子10分别从转轴8的前后端压装在转轴8上并焊接固定。

旋转变压器实现一个机械信号输入、两组电磁信号输出的方法描述一下(机械信号从旋转变压器转轴的轴伸端输入，带动旋转变压器前、后余度转子在前、后余度定子内部同步转动，前、后余度的定、转子间通过电磁耦合分别感应出两组电磁信号输出)

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。