Analysis, design and validation of a rotating transformer

The deicing of helicopter blades is a rotating system typically fed by slip ring system. This slip ring is a critical system in terms of maintenance and reliability. A solution is to use a rotating transformer to replace the slip rings and brushes. The rotating transformer will placed on the same shaft of the slip ring and it transfers energy without contact. Size and efficiency are important constraints of the rotating transformer. The purpose of this study is to develop a design methodology that takes into account the unique properties of the rotating transformer, while simultaneously minimising size and maximising efficiency. An analytical model has been developed in order to improve the analysis. The model is verified using a FEM analysis and a Maxwell analysis. A prototype rotating transformer working at lower power transfer has been designed using the proposed procedure, it is realized and practically tested.

Lo sbrinamento delle pale dell'elicottero è un sistema rotante tipicamente alimentato da un sistema a collettore ad anelli e spazzole. Questo sistema a collettore ad anelli e spazzole è critico in termini di manutenzione e affidabilità. Una soluzione è utilizzare un trasformatore rotante per sostituire gli anelli di scorrimento e le spazzole. Il trasformatore rotante si posiziona sullo stesso albero dell'anello di scorrimento e trasferisce energia senza contatto. Le dimensioni e l'efficienza sono vincoli importanti del trasformatore rotante. Lo scopo di questo studio è quello di sviluppare una metodologia di progettazione che tenga conto delle proprietà uniche del trasformatore rotante, riducendo contemporaneamente le dimensioni e massimizzando l'efficienza. È stato sviluppato un modello analitico per migliorare l'analisi. Il modello è verificato utilizzando dei software di simulazione che sono FEM e Maxwell. Un prototipo di trasformatore rotante funzionante a bassa potenza di trasferimento è stato progettato utilizzando la procedura proposta, ed è stato realizzato e testato.