CN102694454B - 直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式 - Google Patents

直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式 Download PDF

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Abstract

一种直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式，属于机电控制研究领域，具体来讲涉及直驱式开关磁阻平面电机的动子位移控制。其特征在于：直驱式开关磁阻平面电机动子7的位移运动按照周期性变化，运动周期与定子极距9相等，为12-24mm，将每个周期六等分，本发明控制方式的优点在于由动子7相对于定子8的六个不同位置来确定动子绕组的通电状态，动子7的运动周期与定子极距9相等，使每相动子绕组的通电时间相等，位移相等，动子7的运动平稳，有利于动子7的精确定位，两相动子绕组同时通电，增大动子7的电磁推力，提高了动子7的运行速度。

Description

直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式
技术领域
本发明直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式，属于机电控制研究领域，具体来讲涉及直驱式开关磁阻平面电机的动子位移控制。
背景技术
直驱式开关磁阻平面电机是一种在平面x方向和y方向都具有自起动能力，而且可以实现直接驱动动子做平面运动的机电一体化装置，从根本上摆脱“低维运动机构叠加形成高维运动机构”的模式，可用于平面焊接机、大规模集成电路的加工与封装、印刷电路板制作、探针监视仪、平面测量仪、机器人驱动等领域。
由于直驱式开关磁阻平面电机的定子和动子结构及其布置方式的复杂性，为了实现高精度的定位要求，必须对动子的运动进行精确控制。目前，直驱式开关磁阻平面电机采用单相动子绕组通电的控制方式，存在动子电磁推力小、波动大、运行不平稳的问题，不能满足直驱式开关磁阻平面电机高精度、高速度的要求。
发明内容
本发明直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式目的在于：为直驱式开关磁阻平面电机提供一种动子位移控制的方法，增大动子的电磁推力、提高运动速度，减小波动、提高运动平稳性，满足精确定位的要求。
本发明直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式，其特征在于：直驱式开关磁阻平面电机动子7的位移运动按照周期性变化，运动周期与定子极距9相等，为12-24mm，将每个周期六等分，由动子7相对于定子8的六个不同位置来确定动子绕组的通电状态。
当动子7在x方向向右运动时，绕组通电顺序为：
I、XC相动子绕组1通电，此时A相动子齿12与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9；
II、XC相动子绕组1和XB相动子绕组2同时通电，此时B相动子齿13与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9；
III、XB相动子绕组2通电，此时C相动子齿14与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9；
IV、XB相动子绕组2和XA相动子绕组3同时通电，此时A相动子齿12与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9；
V、XA相动子绕组3通电，此时B相动子齿13与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9；
VI、XA相动子绕组3和XC相动子绕组1同时通电，此时C相动子齿14与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，以此循环往复；
当动子7在x方向向左运动时，绕组通电顺序为：
XB相动子绕组2通电，XB相动子绕组2和XC相动子绕组1同时通电，XC相动子绕组1通电，XC相动子绕组1和XA相动子绕组3同时通电，XA相动子绕组3通电，XA相动子绕组3和XB相动子绕组2同时通电，以此循环往复；
当动子7在y方向向右运动时，绕组通电顺序为：YC相动子绕组6通电，YC相动子绕组6和YB相动子绕组5同时通电，YB相动子绕组5通电，YB相动子绕组5和YA相动子绕组4同时通电，YA相动子绕组4通电，YA相动子绕组4和YC相动子绕组6同时通电，以此循环往复；
当动子7在y方向向左运动时，绕组通电顺序为：YB相动子绕组5通电，YB相动子绕组5和YC相动子绕组6同时通电，YC相动子绕组6通电，YC相动子绕组6和YA相动子绕组4同时通电，YA相动子绕组4通电，YA相动子绕组4和YB相动子绕组5同时通电，以此循环往复。
本发明直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式的优点在于：
(1)动子7的运动周期与定子极距9相等，并将其六等分，使每相动子绕组的通电时间相等，位移相等，动子7的运动平稳，有利于动子7的精确定位。
(2)两相动子绕组同时通电，增大动子7的电磁推力，提高动子7的运行速度。
附图说明
图1直驱式开关磁阻平面电机结构
1——XC相动子绕组；2——XB相动子绕组；3——XA相动子绕组；
4——YA相动子绕组；5——YB相动子绕组；6——YC相动子绕组；
7——动子；8——定子
图2定子极距示意图
9——定子极距
图3x方向A相动子齿与定子齿对齐位置
10——定子齿；11——定子槽；12——A相动子齿
图4x方向B相动子齿与定子槽对齐位置
13——B相动子齿
图5x方向C相动子齿与定子齿对齐位置
14——C相动子齿
图6x方向A相动子齿与定子槽对齐位置
图7x方向B相动子齿与定子齿对齐位置
图8x方向C相动子齿与定子槽对齐位置
具体实施方式
下面结合附图对本发明的工作原理进一步详细说明。
实施方式1
动子7的位移运动按照周期性变化，运动周期与定子极距9相等，为12mm，将每个周期六等分，由动子7相对于定子8的六个不同位置来确定动子绕组的通电状态。
当动子7在x方向向右运动时，绕组通电顺序为：
I、XC相动子绕组1通电，此时A相动子齿12与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为2mm；
II、XC相动子绕组1和XB相动子绕组2同时通电，此时B相动子齿13与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为2mm；
III、XB相动子绕组2通电，此时C相动子齿14与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为2mm；
IV、XB相动子绕组2和XA相动子绕组3同时通电，此时A相动子齿12与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为2mm；
V、XA相动子绕组3通电，此时B相动子齿13与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为2mm；
VI、XA相动子绕组3和XC相动子绕组1同时通电，此时C相动子齿14与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为2mm，以此循环往复；
当动子7在x方向向左运动时，绕组通电顺序为：
XB相动子绕组2通电，XB相动子绕组2和XC相动子绕组1同时通电，XC相动子绕组1通电，XC相动子绕组1和XA相动子绕组3同时通电，XA相动子绕组3通电，XA相动子绕组3和XB相动子绕组2同时通电，以此循环往复；
当动子7在y方向向右运动时，绕组通电顺序为：YC相动子绕组6通电，YC相动子绕组6和YB相动子绕组5同时通电，YB相动子绕组5通电，YB相动子绕组5和YA相动子绕组4同时通电，YA相动子绕组4通电，YA相动子绕组4和YC相动子绕组6同时通电，以此循环往复；
当动子7在y方向向左运动时，绕组通电顺序为：YB相动子绕组5通电，YB相动子绕组5和YC相动子绕组6同时通电，YC相动子绕组6通电，YC相动子绕组6和YA相动子绕组4同时通电，YA相动子绕组4通电，YA相动子绕组4和YB相动子绕组5同时通电，以此循环往复。
实施方式2
动子7的位移运动按照周期性变化，运动周期与定子极距9相等，为18mm，将每个周期六等分，由动子7相对于定子8的六个不同位置来确定动子绕组的通电状态。
当动子7在x方向向右运动时，绕组通电顺序为：
I、XC相动子绕组1通电，此时A相动子齿12与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为3mm；
II、XC相动子绕组1和XB相动子绕组2同时通电，此时B相动子齿13与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为3mm；
III、XB相动子绕组2通电，此时C相动子齿14与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为3mm；
IV、XB相动子绕组2和XA相动子绕组3同时通电，此时A相动子齿12与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为3mm；
V、XA相动子绕组3通电，此时B相动子齿13与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为3mm；
VI、XA相动子绕组3和XC相动子绕组1同时通电，此时C相动子齿14与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为3mm，以此循环往复；其它同实施方式1。
实施方式3
动子7的位移运动按照周期性变化，运动周期与定子极距9相等，为24mm，将每个周期六等分，由动子7相对于定子8的六个不同位置来确定动子绕组的通电状态。
当动子7在x方向向右运动时，绕组通电顺序为：
I、XC相动子绕组1通电，此时A相动子齿12与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为4mm；
II、XC相动子绕组1和XB相动子绕组2同时通电，此时B相动子齿13与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为4mm；
III、XB相动子绕组2通电，此时C相动子齿14与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为4mm；
IV、XB相动子绕组2和XA相动子绕组3同时通电，此时A相动子齿12与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为4mm；
V、XA相动子绕组3通电，此时B相动子齿13与定子齿10对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为4mm；
VI、XA相动子绕组3和XC相动子绕组1同时通电，此时C相动子齿14与定子槽11对齐，动子7向右运动六分之一定子极距9，为4mm，以此循环往复；其它同实施方式1。

Claims (1)

1. 直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式，其特征在于：直驱式开关磁阻平面电机动子（7）的位移运动按照周期性变化，运动周期与定子极距（9）相等，为12—24mm，将每个周期六等分，由动子（7）相对于定子（8）的六个不同位置来确定动子绕组的通电状态，
当动子（7）在x方向向右运动时，绕组通电顺序为：
、XC相动子绕组（1）通电，此时A相动子齿（12）与定子齿（10）对齐，动子（7）向右运动六分之一定子极距（9）；
Figure 2012100602435100001DEST_PATH_IMAGE004
、XC相动子绕组（1）和XB相动子绕组（2）同时通电，此时B相动子齿（13）与定子槽（11）对齐，动子（7）向右运动六分之一定子极距（9）；
Figure 2012100602435100001DEST_PATH_IMAGE006
、XB相动子绕组（2）通电，此时C相动子齿（14）与定子齿（10）对齐，动子（7）向右运动六分之一定子极距（9）；
Figure 2012100602435100001DEST_PATH_IMAGE008
、XB相动子绕组（2）和XA相动子绕组（3）同时通电，此时A相动子齿（12）与定子槽（11）对齐，动子（7）向右运动六分之一定子极距（9）；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
、XA相动子绕组（3）通电，此时B相动子齿（13）与定子齿（10）对齐，动子（7）向右运动六分之一定子极距（9）；
Figure DEST_PATH_IMAGE012
、XA相动子绕组（3）和XC相动子绕组（1）同时通电，此时C相动子齿（14）与定子槽（11）对齐，动子（7）向右运动六分之一定子极距（9），以此循环往复；
当动子（7）在x方向向左运动时，绕组通电顺序为：
XB相动子绕组（2）通电，XB相动子绕组（2）和XC相动子绕组（1）同时通电，XC相动子绕组（1）通电，XC相动子绕组（1）和XA相动子绕组（3）同时通电，XA相动子绕组（3）通电，XA相动子绕组（3）和XB相动子绕组（2）同时通电，以此循环往复；
当动子（7）在y方向向右运动时，绕组通电顺序为：
YC相动子绕组（6）通电，YC相动子绕组（6）和YB相动子绕组（5）同时通电，YB相动子绕组（5）通电，YB相动子绕组（5）和YA相动子绕组（4）同时通电，YA相动子绕组（4）通电，YA相动子绕组（4）和YC相动子绕组（6）同时通电，以此循环往复；
当动子（7）在y方向向左运动时，绕组通电顺序为：
YB相动子绕组（5）通电，YB相动子绕组（5）和YC相动子绕组（6）同时通电，YC相动子绕组（6）通电，YC相动子绕组（6）和YA相动子绕组（4）同时通电，YA相动子绕组（4）通电，YA相动子绕组（4）和YB相动子绕组（5）同时通电，以此循环往复。
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