作为一种多极的、高精度的角位置传感器，感应同步器在航空飞船或者卫星对地观测设备中，发挥着不可或缺的作用。目前，常用的角位置传感器主要有光栅、旋转编码器、感应同步器等，但是光栅和旋转编码器的码盘都属于光学原理位置传感器，无法工作于具有强宇宙射线以及温度急剧变化的场合，且维护难度与成本较高。

但感应同步器通过电磁感应原理传递位置信号，抗干扰性较强且便于清洁维护，于是感应同步器成为上述场合的最优选择，同时随着航天设备的小型化，小尺寸的感应同步器的研究与发展具有重要意义，其中小尺寸主要是指外径或者长度小于150 mm的感应同步器。

目前，针对感应同步器的研究主要集中在误差补偿算法、角度测量系统及外电路的设计等方面。

有文献在建立了引入扇区刻划误差项的误差模型之后，对误差源的正交性与耦合性进行分析，并对误差项进行了分离与测算；

有文献提出了一种稀疏误差采样及补偿方法，首先对零位误差进行测补，再处理剩余的细分误差，基于稀疏的数据将测角系统精度最大误差峰峰值从11.7角秒（1°=3600角秒）提升至2.9角秒；

有文献设计了一种带外电枢的感应同步器，并且使用二维有限差分方法对其进行分析，该方法主要适用于感应同步器的快速分析与测补；

有文献设计了一种利用720极与718极旋转感应同步器配合来获得高精度的绝对角度的方法，具有绝对测角、精度高、可靠性高等优点。

近年来，对于感应同步器本体以及绕组耦合形式的研究相对较少，而感应同步器一般工作在连续绕组励磁、分段绕组输出的鉴幅工作模式下，通过解算两相绕组输出的电动势幅值，得到唯一的角位置信息，但是分段绕组的每一相绕组仅与一半的连续绕组有效导体耦合，极大地限制了平均效应。

同时，由于导体偏差是传统感应同步器误差的重要来源，尺寸越小的感应同步器对加工工艺和刻线精度的要求越苛刻，使其成本难以降低，而双排绕组感应同步器被设计来解决这一问题，双排绕组的形式并不是第一次被提出，但是相关文献较少，所总结出的模型与理论并不完善，也无学者对其测角偏差进行探讨。

哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院的刘承军、张逸飞、孙剑飞，提出一种新型的定子双排绕组结构感应同步器，可以有效地抑制加工不善带来的导体偏差。

图1 感应同步器测角系统工作流程

图2 双排绕组感应同步器实物

他们主要研究了用于补偿导体偏差的小尺寸双排绕组的感应同步器，通过将分段绕组同步器的定子绕组，按照比电动势一致的原理分为内外排并相互错开一个组节距，内外排导体之间通过有效导体直接相连并且近似为连续绕组的形式，使有效导体耦合数量变为传统绕组两倍的同时没有增加多余的引出线，并且抑制了导体偏差带来的影响，有效地提高了测角精度，对降低感应同步器的加工难度和成本具有重要意义。

本文编自2023年《电工技术学报》增刊1，论文标题为“小尺寸双排绕组感应同步器输出电动势的谐波抑制”。