CN100566096C - 长行程恒加速度直线电机及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
长行程恒加速度直线电机及其控制方法，涉及到电机及控制领域。它解决了现有的恒加速度直线电机中存在的低速段的初级线圈绕组电流难于控制的问题。它包括定子和动子，定子包括初级铁心和初级绕组，所述电机为长初级、短次级结构，所述定子的初级铁心和初级绕组沿运动方向分成多节，每一节内又分成多段，每一段为一个独立单元，所述独立单元能单独控制，每一节内的各段初级铁心的槽数、齿形和尺寸都相同，每个槽中的初级绕组的导体总截面积相同，沿动子的运动加速度方向相邻各节中每相初级绕组串联匝数依次递减、绕组导体截面积依次递增。使用本发明的电机结构，还能够降低驱动系统的功耗、容量和成本，提高系统的效率和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种长行程恒定加速度运行的直线电机及其控制方法，属于电机领域。
背景技术
长行程恒定加速度运行的直线电机比较典型的应用有直线电机驱动的列车(地铁列车、高速磁悬浮列车)、航空母舰舰载飞机的电磁弹射等场合。列车在出站或进站时，一般需要控制列车以恒定的加速度加速或者减速；而舰载飞机采用电磁弹射器离舰起飞时，也需要给飞机施加一个恒定的推力(加速度)。为了提高推进效率，这些场合使用的直线电机通常采用初级(电枢)固定、动次级的结构，而且初级分成若干段，每一段都采用一个驱动器分别控制。如果初级各段的结构完全相同，为了得到恒定的推力，需要各个驱动器的输出电流也相同，这无疑会增加整个驱动系统的成本，而且由于在电机刚开始起动加速时，由于速度低，绕组内的反电势小，绕组电流难于控制。
发明内容
为了解决现有的恒加速度直线电机中存在的低速段的初级绕组电流难于控制的问题，本发明提供了一种长行程恒加速度直线电机及其控制方法。
本发明的长行程恒加速度直线电机包括定子2和动子1，定子2包括初级铁心和初级绕组，所述电机为长初级、短次级结构，所述定子2中的初级铁心和初级绕组沿运动方向分成多节，每一节内又分成多段，每一段为一个独立单元，所述独立单元能单独控制，每一节内各段初级铁心槽数、齿形和尺寸都相同，每个槽中线圈的导体总截面积相同，沿动子1的运动加速度方向相邻各节中每相绕组串联匝数依次递减、绕组导体截面积依次递增，所述定子2中的初级绕组是多相绕组。
长行程恒加速度直线电机的控制方法，定子2中的每节绕组单独驱动，并且每槽中绕组导体的安匝数都相同，在低速节中的各段绕组采用小电流驱动，在高速节中的各段绕组采用大电流驱动。
本发明电机是在定子的电枢中每槽内导体总截面积相等的前提下，由低速段到高速段分成若干节，各节中每相的线圈串联匝数逐渐减少，这样结构的电机，在控制的时候，每节采用一个控制器，为了保证给动子的推力恒定，需要保证各段的安匝数相同，在低速段由于线圈绕组的匝数多可以采用小电流驱动，同时还提高了低速段的反电势和电感，使低速段的电流更容易控制，随着动子运行速度的提高，各节控制器的输出电流逐渐增加，这种控制方法降低了电机驱动系统的整体功耗，容量和成本。
附图说明
图1是本发明的长行程恒加速度直线电机的结构示意图，图2是实现本发明的长行程恒加速度直线电机与控制系统连接示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：长行程恒加速度直线电机，包括定子2和动子1，定子2包括初级铁心和初级绕组，所述电机为长初级、短次级结构，所述定子2的初级铁心和初级绕组沿运动方向分成多节，每一节内又分成多段，每一段为一个独立单元，所述独立单元能单独控制，每一节内的各段初级铁心的槽数、齿形和尺寸都相同，每个槽中的初级绕组的导体总截面积相同，沿动子1的运动加速度方向相邻各节中每相初级绕组串联匝数依次递减、绕组导体截面积依次递增。
本实施方式中的电机的定子2的初级绕组是多相绕组，电机结构可以是单边结构或者双边结构。
本实施方式中所述的结构适用于直线感应电机或者直线永磁同步电机或者直线磁阻电机。
本实施方式所述的长行程恒加速度直线电机的控制方法是，定子2中的每节绕组单独驱动，并且每槽中绕组导体的安匝数都相同，在低速节中的各段绕组采用小电流驱动，在高速节中的各段绕组采用大电流驱动。
Claims (4)
1、长行程恒加速度直线电机，包括定子(2)和动子(1)，定子(2)包括初级铁心和初级绕组，所述电机为长初级、短次级结构，所述定子(2)的初级铁心和初级绕组沿运动方向分成多节，每一节内又分成多段，每一段为一个独立单元，所述独立单元能单独控制，每一节内的各段初级铁心的槽数、齿形和尺寸都相同，每个槽中的初级绕组的导体总截面积相同，沿动子(1)的运动加速度方向相邻各节中每相初级绕组串联匝数依次递减、绕组导体截面积依次递增，所述定子(2)中的初级绕组是多相绕组。
2、根据权利要求1所述的一种长行程恒加速度直线电机，其特征在于所述电机是单边结构或者双边结构。
3、根据权利要求1所述的一种长行程恒加速度直线电机，其特征在于所述电机是直线感应电机或者直线永磁同步电机或者直线磁阻电机。
4、权利要求1至3任一权利要求所述的长行程恒加速度直线电机的控制方法，其特征在于定子(2)中的每节绕组单独驱动，并且每槽中绕组导体的安匝数都相同，在低速节中的各段绕组采用小电流驱动，在高速节中的各段绕组采用大电流驱动。
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