CN102324881A - 一种ct扫描机架电机驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CT扫描机架电机驱动方法，该方法中电机的定子绕组采用主绕组和辅绕组的形式，电机的驱动主电路包括第一驱动电路和第二驱动电路，包括以下步骤：将主绕组和辅绕组分别通过第二驱动电路和第一驱动电路连入驱动主电路；启动CT扫描机架时，利用第一驱动电路和第二驱动电路同时驱动主绕组和辅绕组或利用第二驱动电路驱动主绕组的工作方式进行运作；在CT扫描机架稳态运行时，利用第一驱动电路驱动辅绕组的工作方式进行运作；在制动CT扫描机架时，利用第一驱动电路和第二驱动电路同时驱动主绕组和辅绕组或利用第二驱动电路驱动主绕组的工作方式进行运作。本发明使CT扫描机架能够快速启动、稳定运行和精确定位。

Description

一种CT扫描机架电机驱动方法
技术领域
本发明涉及电机驱动技术领域，特别是涉及一种CT扫描机架电机驱动方法。
背景技术
电子计算机X射线断层扫描(CT：computed tomography，以下简称CT)为三维影像引导工具，在影像引导下放疗概念的革新和应用中扮演着重要的角色，CT具有突出的信息采集能力，同时也造成了CT扫描机架体重过重；使得CT在启动、正常工作时需求的功率差别较大；现有CT机采用单绕组电机驱动，驱动电机相绕组的起动电流与稳定运行时的电流相差较大，单一电流传感器很难准确采集这种宽范围波动的电流，不利于驱动电机输出力矩的精确控制，从而给电机调速及CT精确定位带来了困难，影响了CT性能的进一步改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种CT扫描机架电机驱动方法，使得CT扫描机架能够快速启动，稳定运行，并精确定位。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种CT扫描机架电机驱动方法，该方法通过双绕组轮毂电机实现，所述电机的转子固定在CT扫描机架上，所述电机的定子绕组采用主绕组和辅绕组的形式，电机的驱动主电路包括第一驱动电路和第二驱动电路，包括以下步骤：将主绕组通过第二驱动电路连入驱动主电路，将辅绕组通过第一驱动电路连入驱动主电路；启动CT扫描机架时，利用第一驱动电路和第二驱动电路同时驱动主绕组和辅绕组的工作方式进行运作或利用第二驱动电路驱动主绕组的工作方式进行运作；在CT扫描机架稳态运行时，利用第一驱动电路驱动辅绕组的工作方式进行运作；在制动CT扫描机架时，利用第一驱动电路和第二驱动电路同时驱动主绕组和辅绕组的工作方式进行运作或利用第二驱动电路驱动主绕组的工作方式进行运作。
所述双绕组轮毂式电机为双绕组PMSM电机或双绕组PMBLDCM电机。
所述驱动主电路还包括整流桥，所述整流桥的输入端连接有交流电源，输出端连接有滤波电容；所述第一驱动电路和第二驱动电路分别并联在滤波电容的两端。
所述滤波电容通过功率因数校正电路与所述的两个驱动电路并联。
所述交流电源为220V交流电源或380V交流电源。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明采用双绕组轮毂电机对CT扫描机架进行驱动，使用不同的驱动电路驱动主绕组和辅绕组，不仅满足了CT扫描机架快速启动要求，同时也有利于减小CT扫描机架稳态时的速度波动，从而有利于扫描机架精确定位的实现。
附图说明
图1是本发明使用的电机结构本体示意图；
图2是本发明使用的电机电子绕组示意图；
图3是本发明使用的电机驱动主电路的原理示意图；
图4是基于双绕组轮毂电机的驱动结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种CT扫描机架电机驱动方法，该方法通过双绕组轮毂电机实现，如图1、图2和图3所示，所述电机的转子2固定在CT扫描机架上，所述电机的定子1采用主绕组11和辅绕组12的双绕组形式，电机的驱动主电路包括整流桥3、第一驱动电路5-1和第二驱动电路5-2。所述整流桥3的输入端连接有交流电源6，输出端连接有滤波电容4；所述第一驱动电路5-1和第二驱动电路5-2分别并联在滤波电容4的两端。
在对CT扫描机架进行驱动时包括以下步骤：首先将主绕组11通过第二驱动电路5-2连入驱动主电路，将辅绕组12通过第一驱动电路5-1连入驱动主电路；启动CT扫描机架时，利用第一驱动电路5-1和第二驱动电路5-2同时驱动主绕组11和辅绕组12的工作方式进行运作或利用第二驱动电路5-2驱动主绕组11的工作方式进行运作；在CT扫描机架稳态运行时，利用第一驱动电路5-1驱动辅绕组12的工作方式进行运作；在制动CT扫描机架时，利用第一驱动电路5-1和第二驱动电路5-2同时驱动主绕组11和辅绕组12的工作方式进行运作或利用第二驱动电路5-2驱动主绕组11的工作方式进行运作。
由此可见本发明通过主绕组提供较高的起动转矩，起动转动惯量较大的扫描机架，以缩短CT启动过程；在扫描机架稳态运行后，扫描机架所需的驱动功率显著减小，此时单独采用辅助绕组来驱动扫描机架，以减小驱动电机由于相电流的采样误差带给CT调速及精确定位的干扰；在制动过程中，同时开启主绕组制动功能，以缩短制动时间。在启动和制动过程，辅助绕组可处于工作模式或停止模式。
下面以两个具体的实施例对本发明进一步进行说明。
实施例1：一种用于直接驱动Discovery  ST CT扫描机架的轮毂式永磁无刷直流电动机。
如图4所示，扫描机架采用PMBLDCM双绕组轮毂电机8驱动，其中，PMBLDCM轮毂电机8的转子直接固定在扫描机架上，轮毂电机8的定子绕组，根据启动功率、稳态功率，设计成主绕组11和辅绕组12。电机驱动主电路包括整流桥3和两个驱动电路5，所述整流桥3的输入端连接有380V的交流电源6，输出端连接有滤波电容4；所述两个驱动电路5通过PFC电路7分别并联在滤波电容4的两端，由于采用了PFC电路7，从而增加了电力利用率。主绕组11通过驱动电路B接入电机驱动主电路，辅绕组12通过驱动电路A接入电机驱动主电路。开启时，驱动电路B工作、断开驱动电路A，CT通过主绕组11来启动扫描机架；待扫描机架正常运行后，断开驱动电路A，开启驱动电路B，CT通过辅绕组12驱动扫描机架正常运行；制动时，驱动电路B工作，此时驱动电路A既可工作，也可不工作。这种通过切换驱动电路A和驱动电路B来改变主、辅绕组的工作状态，满足了CT扫描机架的快速启动、高效制动以及精确定位的要求。
实施例2：一种用于直接驱动Discovery ST CT扫描机架的轮毂式永磁同步直流电动机。
如图4所示，扫描机架采用PMSM双绕组轮毂电机8驱动，其中，PMSM轮毂电机8的转子直接固定在扫描机架上，轮毂电机8的定子绕组，根据启动功率、稳态功率，设计成主绕组11和辅绕组12。电机驱动主电路包括整流桥3和两个驱动电路5，所述整流桥3的输入端连接有220V的交流电源6，输出端连接有滤波电容4；所述两个驱动电路5通过PFC电路7分别并联在滤波电容4的两端。主绕组11通过驱动电路B接入电机驱动主电路，辅绕组12通过驱动电路A接入电机驱动主电路。开启时，驱动电路A和驱动电路B同时工作，CT通过主绕组11和辅绕组12一起来启动扫描机架；待扫描机架正常运行后，断开驱动电路A，开启驱动电路B，CT通过辅绕组12驱动扫描机架正常运行；制动时，驱动电路B工作，即通过主绕组11进行制动，此时驱动电路A既可工作，也可不工作。这种通过切换驱动电路A和驱动电路B来改变主、辅绕组的工作状态，满足了CT扫描机架的快速启动、高效制动以及精确定位的要求。

Claims (5)

1.一种CT扫描机架电机驱动方法，其特征在于，该方法通过双绕组轮毂电机实现，所述电机的转子固定在CT扫描机架上，所述电机的定子绕组采用主绕组和辅绕组的形式，电机的驱动主电路包括第一驱动电路和第二驱动电路，包括以下步骤：将主绕组通过第二驱动电路连入驱动主电路，将辅绕组通过第一驱动电路连入驱动主电路；启动CT扫描机架时，利用第一驱动电路和第二驱动电路同时驱动主绕组和辅绕组的工作方式进行运作或利用第二驱动电路驱动主绕组的工作方式进行运作；在CT扫描机架稳态运行时，利用第一驱动电路驱动辅绕组的工作方式进行运作；在制动CT扫描机架时，利用第一驱动电路和第二驱动电路同时驱动主绕组和辅绕组的工作方式进行运作或利用第二驱动电路驱动主绕组的工作方式进行运作。
2.根据权利要求1所述的CT扫描机架电机驱动方法，其特征在于，所述双绕组轮毂式电机为双绕组PMSM电机或双绕组PMBLDCM电机。
3.根据权利要求1所述的CT扫描机架电机驱动方法，其特征在于，所述驱动主电路还包括整流桥，所述整流桥的输入端连接有交流电源，输出端连接有滤波电容；所述第一驱动电路和第二驱动电路分别并联在滤波电容的两端。
4.根据权利要求3所述的CT扫描机架电机驱动方法，其特征在于，所述滤波电容通过功率因数校正电路与所述的两个驱动电路并联。
5.根据权利要求3所述的CT扫描机架电机驱动方法，其特征在于，所述交流电源为220V交流电源或380V交流电源。
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