CN103701294A - 电机驱动设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机驱动设备。该电机驱动设备包括：磁轴组件，包括多个永磁体，多个永磁体沿预定的磁轴延伸方向依次排列；至少两个线圈组件，分别与磁轴组件构成永磁直线电机，其中线圈组件与磁轴组件之间有气隙；连接件，连接至少两个线圈组件，从而被至少两个线圈组件共同驱动，其特征在于，永磁体在其充磁方向上的长度h_m与气隙的长度δ之比h_m/δ被设定在使气隙磁密B_δ与永磁体的剩磁密度B_r之比B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线基本上平坦的饱和区。由此，避免了因多个直线电机的永磁体设置差异而导致的各直线电机不能一致同步运行的问题。

Description

电机驱动设备

技术领域

本发明涉及电机驱动设备。 

背景技术

电机驱动设备应用非常广泛。目前很多电机平台使用直线电机来驱动。 

直线电机有很多种。这里以无铁芯(空芯)圆柱直线电机为例进行描述。 

无铁芯（空芯）圆柱直线电机的结构非常简单。图1是无铁芯（空芯）圆柱直线电机的示意图。如图1所示，主要由两个部件组成，一个磁轴组件110和一个圆柱绕组线圈组件120。磁轴组件110包括多个永磁体115。多个永磁体115沿一个预定的磁轴延伸方向依次排列。工作时，线圈组件120可以沿着该磁轴延伸方向运动。 

另外还可以设有直线位移传感器130，用于感测线圈组件120的位置信息。 

在线圈组件120中不存在铁芯，从而实现了无铁芯设计的精度和零齿槽效应。而空芯圆柱直线电机的线圈本身又形成了铁芯，从而实现了铁芯电机的刚度。并且电机线圈完全绕住磁体，所有磁通量都得到了有效利用，这样不仅有效的提高了电机的电磁效率，而且实现了大公称环形气隙(＞0.5mm)。由于是圆环结构，电机的工作气隙就不那么关键，也就是说随着行程的气隙变化，力并没有明显变化。空芯圆柱直线电机充分的体现了结构简单、精度刚度高、以及非接触低磨损的现代设计理念。因其简单的结构，优良的动态伺服特性，大的力密度、高的运动速度以及加速度，极具竞争力的性价比，以及易于调节和控制等特点已经在机械驱动领域得到了越来越广泛的应用。如何有 效的提高空芯圆柱电机的驱动力就成为电机设计人员在设计空芯圆柱电机平台时需要解决的问题之一。 

电机设计人员一般常采用扩大空芯圆柱电机直径和加长线圈组件的方法来提高电机的输出力。然而，扩大空芯圆柱电机直径会增大电机的安装体积，在很多时候空芯圆柱电机的安装空间有限，不能采用过大的电机直径。加长线圈组件虽然不影响空芯圆柱电机的直径尺寸，但在相同磁轴长度下，有效行程就缩短了，而且采用较多的线圈也会增加电机的发热。 

为了解决在有限的电机安装空间内如何提高电机平台的驱动能力这个问题，可以采用多个空芯圆柱电机同时工作来驱动平台的方法，如图2所示。 

图2所示平台由两个空芯圆柱电机同时驱动。两个磁轴组件210平行设置。两个线圈组件220分别围绕两个磁轴组件210，从而分别与磁轴组件210构成永磁直线电机。两个线圈组件220被连接装置250连接。这样，连接装置250就可以由两个线圈组件220共同驱动。 

还可以在例如导轨外侧设置直线位移传感器230，以感测线圈组件的位置。 

在一般的空芯圆柱电机设计中电机的永磁体工作点常设计在永磁体退磁曲线的线性段内。 

图3A至3C是在很多永磁电机设计资料(例如王秀和等编著的《永磁电机》，中国电力出版社，2011年1月第2版，第45页)中都可见到的永磁体工作曲线，其中示出了使用永磁体工作图法确定永磁体工作点的方法。 

图3A是永磁体的空载工作图，图3B是永磁体在电枢反应去磁时的工作图，图3C是永磁体在电枢反应助磁时的工作图。 

其中起点为(F_k，Φ_k)的直线为描述永磁体特性的回复线，永磁体的工作点就在回复线上变化。A_δ是主磁路的特性曲线，A_σ是漏磁路的特性曲线，A(＝A_δ+A_σ)是外磁路的合成特性曲线。 

Φ_m0和F_m0分别是空载时永磁体向外磁路提供的磁动势和磁通。 Φ_δ0是空气气隙磁通。 

Φ_m和F_m分别是负载情况下，电枢反应去磁时(图3B)或电枢反应助磁时(图3C)，永磁体向外磁路提供的磁动势和磁通。Φ_σ是漏磁通。气隙磁通Φ_δ＝Φ_m-Φ_σ。其中，F_ad是电枢反应磁动势F_a的直轴分量，其对永磁体的等效磁动势为F′_ad＝F_ad/σ，σ是漏磁系数。 

由图3A-3C可见，永磁体的工作点在电机工作过程中是不断变化的。 

图4是气隙磁密B_δ与永磁体的剩磁密度B_r之比B_δ/B_r随永磁体在其充磁方向上的长度h_m与所述气隙的长度δ之比h_m/δ变化的关系曲线示意图(参见上述王秀和等编著的《永磁电机》，第52页)。 

永磁体的充磁方向与磁轴延伸方向(即轴向)可以相同也可以不同。在一些永磁电机中，永磁体的充磁方向与磁轴延伸方向相同。 

气隙是线圈组件与磁轴组件之间的空隙。气隙的长度为线圈组件与磁轴组件之间的距离。在无铁芯圆柱直线电机的情况下，气隙的长度方向与磁轴的径向方向相同。在空芯U型直线电机等其他直线电机的情况下，气隙的长度方向为在垂直于磁轴延伸方向(即磁轴轴向)的截面内，从磁轴组件指向线圈组件的方向，一般地，可以是磁轴组件表面或线圈组件表面法线方向。气隙长度一般小于2mm。 

如图4所示，在B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线中，当h_m/δ较小时，例如图4示例中小于10时，B_δ/B_r近似线性地急剧增大，可以将这一段称为“线性区”。而当h_m/δ较大时，例如图4示例中大于30时，B_δ/B_r的变化则变得平坦，可以将这一段称为“饱和区”。 

图4所示曲线的具体形状会因采用不同永磁体材料而有所不同，但是曲线总体形状都类似，都是在h_m/δ较小时近似线性地急剧增大，而在h_m/δ较大时则变得平坦。 

为了有效的利用永磁体磁能，也为了电机有比较好的调节控制功能，通常把永磁体的工作点范围选择在线性区，如图4所示A点。 

工作点设计在线性区的电机，在单独驱动平台的时候具有很好的性能，而且由于工作点均在线性区，可以很好的发挥永磁体的磁能， 节约永磁体的用量。 

但是当两台或者更多台这样的电机同时工作来驱动平台以提高平台的驱动能力时，就会就碰到很多问题。由于电机工作在线性区，工作点的稍许变化和偏离就会带来比较大的电机性能变化，这在电机控制上是很不利的。在实际的电机运行中难免会产生电机装配、安装误差，长时间工作后电机环境温度产生变化等各种各样因素的影响，从而使得同时工作的各台电机其工作点并不一致，这样各台在设计上原本要求一致同步工作的电机在性能上就会产生比较大的差异，如此一来就需要电机平台的控制器对各台电机进行解耦控制，以便使各台电机均能正常工作，并达到应有的工作效率和性能。这样不仅使平台控制器变复杂，而且需要专用的控制结构进行解耦控制，成本上升，还经常不能采用通用的控制器进行控制，需要特别定制，这些因素都制约了这种多电机驱动式平台的应用。 

发明内容

本发明的一个目的是提供一种电机驱动设备，其能够在使用两个或者更多个直线电机同时工作来驱动平台以提高平台的驱动能力的同时，避免因多个直线电机的永磁体设置差异而导致的各直线电机不能一致同步运行的问题。 

根据本发明的一个方面，提供了一种电机驱动设备，包括：磁轴组件，包括多个永磁体，多个永磁体沿预定的磁轴延伸方向依次排列；至少两个线圈组件，分别与磁轴组件构成永磁直线电机，其中线圈组件与磁轴组件之间有气隙；连接件，连接至少两个线圈组件，从而被至少两个线圈组件共同驱动，其特征在于，永磁体在其充磁方向上的长度h_m与气隙的长度δ之比h_m/δ被设定在使气隙磁密B_δ与永磁体的剩磁密度B_r之比B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线基本上平坦的饱和区。 

优选地，h_m/δ被设定在使B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线的斜率小于tan2°的区域。 

优选地，h_m/δ被设定在使B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线的斜率 小于tan1°的区域。 

可选地，永磁体是由软磁材料制成的，h_m/δ可以设定为大于30。 

可选地，永磁体是由稀土类磁性材料制成的，h_m/δ可以设定为大于30。 

可选地，该电机驱动设备包括至少两个磁轴组件，每个磁轴组件分别与至少一个线圈组件构成永磁直线电机。 

可选地，至少两个磁轴组件的磁轴延伸方向相互平行，且均平行于第一方向。 

可选地，连接件包括至少一个另外的永磁直线电机，另外的永磁直线电机的磁轴组件的磁轴延伸方向与第一方向垂直。 

可选地，连接件包括至少两个另外的永磁直线电机，至少两个另外的永磁直线电机的线圈组件被另外的连接件连接， 

至少两个另外的永磁直线电机的磁轴组件上的永磁体在其充磁方向上的长度h′_m与其气隙的长度δ′之比h′_m/δ′被设定在使其气隙磁密B′_δ与其永磁体的剩磁密度B′_r之比B′_δ/B′_r随h′_m/δ′变化的关系曲线基本上平坦的饱和区。 

可选地，驱动对象固定在另外的连接件上。 

可选地，永磁体的充磁方向与磁轴延伸方向相同，气隙的长度为线圈组件与磁轴组件之间的距离。 

可选地，永磁直线电机和另外的永磁直线电机是无铁芯圆柱直线电机，线圈绕组被设置为围绕磁轴组件。或者，永磁直线电机和另外的永磁直线电机是空芯U型直线电机。 

本发明提出一种全新的电机设计方法，使得多台电机的工作犹如一台电机在工作，这样多电机驱动式平台在驱动和控制上跟单个电机驱动平台时是一样的，有效的解决了控制器解耦的问题，并且可以采用通用型控制器，有效的降低了多电机平台的成本，使得平台的驱动能力成倍增长。 

采用本发明的方法，使得能够在将多台电机串联起来正常工作的情况下，提高了电机系统对加工、装配、安装、工作温度等的偏差容 忍度。 

附图说明

图1是无铁芯(空芯)圆柱直线电机的示意图。 

图2是采用多个空芯圆柱电机同时工作来驱动平台的电机驱动设备的示意图。 

图3A是永磁体的空载工作图，图3B是永磁体在电枢反应去磁时的工作图，图3C是永磁体在电枢反应助磁时的工作图。 

图4是气隙磁密B_δ与永磁体的剩磁密度B_r之比B_δ/B_r随永磁体在其充磁方向上的长度h_m与所述气隙的长度δ之比h_m/δ变化的关系曲线示意图。 

图5是根据本发明的改进实施例的电机驱动设备的示意图。 

具体实施方式

下面参考附图2、4、5，详细描述根据本发明的电机驱动设备的实施例。 

本发明提出的多电机工作平台外形上可以与图2基本一致，但在电机设计上本发明采用饱和磁场的设计方法，具体来讲就是把电机工作点选择在永磁体的饱和区，如图5所示的B点。 

由于电机工作在饱和区，工作点即使有比较大的变化和偏离也并不会对电机的性能产生明显的影响，这样就可以很好的解决电机装配、安装误差，工作、环境温度变化等干扰因素对各台电机性能的影响，当把多台同时工作的电机串联在一起的时候，其工作性能就犹如一台电机一样。通过电机饱和工作点的选择解决了多台电机同时工作的解耦问题，而无需控制器再进行解耦。这样就可以很方便的采用多台电机来驱动一个平台，极大的提高平台的驱动能力，而平台的电气结构与采用一台电机驱动的时候可以完全一样。 

不管是采用两台空芯圆柱电机还是更多台电机(三、四、五、六…)，也不管电机与直线导轨之间的位置如何配置(可以是全部电机 在直线导轨之间，也可以是全部电机在直线导轨之外，还可以有的电机在导轨之间，有的在导轨之外)，只要这些电机串联在一起同时工作，采用饱和磁场设计原理来进行解耦的，就在本发明的权利要求范围内。对于直线位移传感器的安装位置可以根据具体的实际应用要求灵活配置，可以安装在平台的任何侧面，也可以安装在平台的中间，还可以安装在其他合适的任意位置，均不影响本发明的核心思想，并在本发明的权利要求的范围之内。 

如图2所示，根据本发明的电机驱动设备具有磁轴组件210。磁轴组件210可以固定在基座上。与图1中的磁轴组件110类似，图2的磁轴组件210也包括多个永磁体(图2中没有再用附图标记指示)。多个永磁体沿预定的磁轴延伸方向依次排列成一线。 

根据本发明的电机驱动设备还具有至少两个线圈组件220。每个线圈组件220分别与磁轴组件210构成永磁直线电机。线圈组件220可以沿着磁轴延伸方向运动。线圈组件220与磁轴组件210之间有气隙。 

在本发明的上下文中，当提到线圈组件与磁轴组件构成永磁直线电机时，并不是说这个永磁直线电机只包括线圈组件和磁轴组件。 

另外，在本说明书的上下文中，特别是附图中，都是以无铁芯圆柱直线电机为例进行描述。然而本领域技术人员应该明白，当使用多个其它类型的永磁直线电机时同样可能存在相同的技术问题，并且可以用相同的技术方案来加以解决。因此，本发明不限于线圈组件220与磁轴组件210构成无铁芯圆柱直线电机，而是可以构成其它类型的永磁直线电机。当构成其它类型的永磁直线电机时，磁轴组件210和线圈组件220的结构以及相对关系将与图2所示有所不同。但是本领域技术人员应该明白如何将本发明的技术方案应用到这样的永磁直线电机中。 

如图2所示，当线圈组件220和磁轴组件210构成无铁芯圆柱直线电机时，线圈绕组220被设置为围绕磁轴组件210。 

在图2所示实施例中，具有两个磁轴组件210，每个磁轴组件210 上设置有一个线圈组件220。 

然而，本发明的电机驱动设备不限于此。磁轴组件210的数量不限于两个，可以有更多个。每个磁轴组件210上设置的线圈组件220的数量也可以不限于一个，而是可以有多个，分别与该磁轴组件210构成永磁直线电机，并沿着磁轴延伸方向运动。 

另一方面，本发明的电机驱动设备也可以只包括一个磁轴组件210，而在这一个磁轴组件210上设置有多个，例如两个线圈组件220。这两个线圈绕组220与该磁轴组件210分别构成永磁直线电机。这两个永磁直线电机之间同样可能存在发明背景技术部分中提到的问题。因此，对于这样构造的电机驱动设备，采用本发明的方案同样是有优势的。 

本发明的电机驱动设备还具有连接件250。连接件250连接这些线圈组件220。当线圈组件220沿磁轴延伸方向运动时，连接件250将在这些运动中的线圈组件220的共同驱动下运动。当多个线圈组件220朝同一个方向运动(或者具有同一个方向上的运动分量)时，对连接件250产生合力，从而增大了对连接件250的驱动力。 

图2所示的电机驱动设备中，两个磁轴组件210的磁轴延伸方向相互平行。两个线圈组件220可以同步运行。这样，连接件250可以是刚性的，始终保持两个线圈组件220之间的相对位置关系。当线圈组件220沿磁轴延伸方向运动时，连接件也沿相同的方向同步运动。 

然而，本发明的电机驱动设备不限于此。两个或多个磁轴组件210的磁轴延伸方向之间可以具有一夹角。在这种情况下，连接件250与线圈组件220之间可以是活动连接的，或者连接件250可以包括两个活动连接的部分。当两个或多个线圈组件220沿着各自对应的磁轴延伸方向运动时，连接件250也可以在这些线圈组件220的共同驱动下运动。 

可以将最终期望驱动的对象(未示出)，例如定点操控设备，设置在连接件250上合适的位置，这样就可以通过控制线圈组件220的运动来将期望驱动的对象驱动到目标位置。 

本发明的关键点在于，永磁体在其充磁方向上的长度h_m与气隙的长度δ的设定与现有技术不同。 

在本发明中，永磁体的充磁方向可以选择为与其所在磁轴的磁轴延伸方向相同。气隙的长度方向可以与背景技术描述中提到的相同。 

在根据本发明的电机驱动设备中，h_m/δ被设定在使气隙磁密B_δ与永磁体的剩磁密度B_r之比B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线基本上平坦的饱和区，如图4所示的B点处。 

如上所述，当在制造、装配、工作等过程中，各直线电机的h_m/δ变得不一致时，由于处于饱和区中，B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线较为平坦，所以B_δ不会发生大的变化。这样，多个直线电机的线圈组件220仍然可以同步运动以共同驱动连接件250。多个直线电机的性能差异不会太大，仍然可以按照设定一致同步地工作。 

当将h_m/δ设定在饱和区时，永磁体的充磁方向长度h_m的值将变得较大。本发明通过采用比较多的永磁体用量，可以使得串联结构的多台空芯圆柱直线电机同时具备空芯直线电机(动态响应快、结构简单、安装容易)、铁芯直线电机(大刚性、功率密度高，输出力大)和音圈电机(运行平稳、波动小、控制简单容易)的优点。 

在一个实施例中，h_m/δ可以设定在使B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线的斜率小于tan2°的区域中。 

更优选地，h_m/δ可以设定在使B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线的斜率小于tan1°的区域中。 

另外，如前所述，对于不同的永磁体材料，图4所示的曲线会有所不同。 

永磁体可以由软磁材料或稀土类磁性材料制成，h_m/δ例如可以设定为大于30。另外，针对不同的磁性材料，h_m/δ也可以设定在不同的数值范围。 

如上所述，通过将h_m/δ设定在B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线的饱和区，可以使多个直线电机一致同步地工作，这样连接件250的运动将更加平稳可控。 

在这种情况下，可以进一步发展出一种在运动控制领域有着广泛应用前景的全新XY平台，X运动方向采用两台以上(三、四、五、…)电机串联驱动，Y方向采用一台或者多台(二、三、…)电机串联驱动，多台电机串联的时候，电机的磁场工作点选择在饱和区。 

不管X方向是采用两台空芯圆柱电机还是更多台电机(三、四、五、六…)，也不管电机与X导轨之间的位置如何配置(可以是全部电机在X导轨之间，也可以是全部电机在X导轨之外，还可以有的电机在X导轨之间，有的在X导轨之外)，只要这些电机串联在一起同时工作，采用饱和磁场设计原理来进行解耦的，就在本发明的权利要求范围内。对于X直线位移传感器的安装位置可以根据具体的实际应用要求灵活配置，可以安装在X平台的任何侧面，也可以安装在X平台的中间，还可以安装在其他合适的任意位置，均不影响本发明的核心思想和权利要求。 

不管Y方向是采用一台空芯圆柱电机(当采用一台电机驱动Y方向时并不要求必须采用饱和磁场设计，当然可以采用饱和磁场设计)还是更多台电机(二、三、四、五、六…)，也不管这多台电机与Y导轨之间的位置如何配置(可以是全部电机在Y导轨之间，也可以是全部电机在Y导轨之外，还可以有的电机在Y导轨之间，有的在Y导轨之外)，只要这多台电机串联在一起同时工作，采用饱和磁场设计原理来进行解耦的，就在本发明的权利要求范围内。对于Y直线位移传感器的安装位置可以根据具体的实际应用要求灵活配置，可以安装在Y平台的任何侧面，也可以安装在Y平台的中间，还可以安装在其他合适的任意位置，均不影响本发明的核心思想，并且仍在本发明权利要求的保护范围之内。 

图5示意性地示出了作为上述XY平台的一个示例的电机驱动设备。 

下层X方向上的磁轴组件510、线圈组件520、直线位移传感器530可以与图2所示的磁轴组件210、线圈组件220、直线位移传感器230相同或类似。 

连接装置550上设置了另一个永磁直线电机，包括沿Y方向延伸的磁轴组件560和设置在磁轴组件560上以便在Y方向上运动的线圈组件570。驱动对象(未示出)由线圈组件570带动。 

图5中，Y方向与X方向垂直。然而本领域技术人员应该明白，磁轴组件560的磁轴延伸方向与磁轴组件510的磁轴延伸方向之间的夹角完全可以是其它角度。只要两者不平行，就可以实现在二维平面上对驱动对象的自由运动及定位。 

图5中Y方向和X方向一样，也平行于底座平面。然而，虽然图中没有示出，Y方向还可以垂直于底座平面(或成其它角度)。这样可以实现在X方向和垂直于底座平面的Y方向(高度方向)上的自由运动和定位。 

图5中还示出了X方向上的导轨540，和磁轴组件510一样设置在底座上。另外，还示出了Y方向上的导轨580，和磁轴组件560一样设置在连接件550上。导轨540和导轨580都分别设置在磁轴组件510和磁轴组件560的外侧，然而，这不是本发明所必须的。 

另外，图5中示出了Y方向上提供一个永磁直线电机的情况。这种情况下，Y方向上的磁轴组件560的永磁体可以不必设定在图4所示的平坦的饱和区中。 

然而，Y方向上还可以设置多个永磁直线电机。这些永磁直线电机设置在由下层X方向上的线圈组件520带动的连接件550上。设置方式可以与X方向上的永磁直线电机的设置方式相同。只是上下两层的磁轴组件的磁轴延伸方向之间可以有一个夹角，优选相互垂直。 

这多个永磁直线电机的线圈组件560被另外的连接件(未示出)连接。此时可以将驱动对象(未示出)固定在连接多个Y方向线圈组件560的另外的连接件上。 

当在Y方向上设置多个永磁直线电机时，将同样面临上文中提到的问题。这样，本发明的永磁体工作点设定方案对于Y方向上的多个永磁直线电机也将是有利的。也就是说，将Y方向上的磁轴组件560上的永磁体在其充磁方向上的长度h′_m与其气隙的长度δ′之比 h′_m/δ′也设定在使其气隙磁密B′_δ与其永磁体的剩磁密度B′_r之比B′_δ/B′_r随h′_m/δ′变化的关系曲线基本上平坦的饱和区中。 

Y方向上永磁体的h′_m/δ′的优选取值范围可以与上文中参考图2的描述中的优选取值范围相同。 

这样，Y方向上的多个线圈组件570也可以一致同步的运动。 

上文中，以无铁芯圆柱直线电机为例进行了说明。本领域技术人员应该明白，本发明不限于无铁芯圆柱直线电机。例如常用的空芯U型直线电机也可适用于本发明。在无铁芯圆柱直线电机的情况下，线圈绕组被设置为围绕磁轴组件。而在空芯U型直线电机情况下，如本领域技术人员所公知，磁铁组件和线圈组件要做适当的调整，并且线圈组件位于磁铁组件之间。不管是无铁芯圆柱直线电机还是空芯U型直线电机，或者其它类型的直线电机，只要采用饱和磁场设计方法设计，两个以上串联直接工作就在本发明要求保护的范围之内。 

至此，已参考附图描述了根据本发明的各个实施例的电机驱动设备。然而，本领域技术人员应该明白，还可以对这些实施例做出各种修改和变更，这些修改和变更同样在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围不受说明书中描述的具体细节的限制，而是由所附权利要求书限定。 

Claims (10)

1.一种电机驱动设备，包括：

磁轴组件，包括多个永磁体，所述多个永磁体沿预定的磁轴延伸方向依次排列；

至少两个线圈组件，分别与所述磁轴组件构成永磁直线电机，其中所述线圈组件与所述磁轴组件之间有气隙；

连接件，连接所述至少两个线圈组件，从而被所述至少两个线圈组件共同驱动，

其特征在于，

所述永磁体在其充磁方向上的长度h_m与所述气隙的长度δ之比h_m/δ被设定在使气隙磁密B_δ与永磁体的剩磁密度B_r之比B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线基本上平坦的饱和区。

2.根据权利要求1的电机驱动设备，其特征在于，h_m/δ被设定在使B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线的斜率小于tan2°的区域中。

3.根据权利要求2的电机驱动设备，其特征在于，h_m/δ被设定在使B_δ/B_r随h_m/δ变化的关系曲线的斜率小于tan1°的区域中。

4.根据权利要求1的电机驱动设备，其特征在于，

所述永磁体是由软磁材料或稀土类磁性材料制成的，h_m/δ被设定为大于30。

5.根据权利要求1的电机驱动设备，其特征在于，该电机驱动设备包括至少两个所述磁轴组件，每个磁轴组件分别与至少一个所述线圈组件构成永磁直线电机。

6.根据权利要求5的电机驱动设备，其特征在于，所述至少两个磁轴组件的磁轴延伸方向相互平行，且均平行于第一方向。

7.根据权利要求6的电机驱动设备，其特征在于，所述连接件包括至少一个另外的永磁直线电机，所述另外的永磁直线电机的磁轴组件的磁轴延伸方向与所述第一方向垂直。

8.根据权利要求7的电机驱动设备，其特征在于，

所述连接件包括至少两个所述另外的永磁直线电机，

所述至少两个另外的永磁直线电机的线圈组件被另外的连接件连接，

所述至少两个另外的永磁直线电机的磁轴组件上的永磁体在其充磁方向上的长度h′_m与其气隙的长度δ′之比h′_m/δ′被设定在使其气隙磁密B′_δ与其永磁体的剩磁密度B′_r之比B′_δ/B′_r随h′_m/δ′变化的关系曲线基本上平坦的饱和区。

9.根据权利要求1的电机驱动设备，其特征在于，所述永磁体的充磁方向与所述磁轴延伸方向相同，所述气隙的长度为所述线圈组件与所述磁轴组件之间的距离。

10.根据权利要求1-9中任何一项的电机驱动设备，其特征在于，所述永磁直线电机和所述另外的永磁直线电机是无铁芯圆柱直线电机或空芯U型直线电机。

Images