CN104143936A - 动线圈型磁浮电机的磁对准方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种动线圈型磁浮电机的磁对准方法及系统,所述方法包括:在所述磁钢阵列和动子线圈之间设置弹性保护层;通过磁敏感传感器获取动子线圈的初始位置;根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围;向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流;通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。本发明能够探知每个发力体在磁场中的精确初始磁角度,磁对准速度快、精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种动线圈型磁浮电机的磁对准方法及系统。
背景技术
对于动线圈型磁浮电机而言,基于矢量控制的解耦策略是一种比较成熟的控制方法,该方法通过坐标变换,实现了永磁同步电机的直轴电流和交轴电流的解耦,从而达到了水平向运动与垂向运动的独立控制。
对于这种解耦控制策略,在进行伺服闭环时,首先需要知道磁浮电机动子在磁钢阵列中的位置,即初始磁角度。否则,由于闭环时发力体出力方向未知,磁浮电机在尚未浮起时,便很可能已经出现水平力超过静摩擦力而导致电机动子产生滑动,使得磁浮电机动子和定子之间出现机械摩擦,影响产品安全和使用寿命。
为了获知初始磁角度,一种方法是在系统中加入磁敏感传感器,如霍耳元件。这样在初始化时,可以通过这些传感器来直接得到磁浮电机动子相对于磁场的初始位置。但是,霍耳元件在磁场中的测量精度不高,导致初始磁角度误差较大,进而使得直轴电流和交轴电流之间不能完全解耦,降低了伺服性能。
专利号为US7205741的美国专利中提出了一种利用位移来探测初始磁角度的方法。该美国专利技术方案中,动子线圈的底部与磁钢阵列接触的部分设有一层“end stops”,具有一定的弹性,原本用于保护动子线圈和磁钢阵列接触时的机械撞击。当动子线圈中通入电流,并改变电流的控制角时,动子线圈所产生的力将随着控制角的变化而变化。由于“end stops”可以压缩,因此动子线圈与磁钢阵列之间的垂向距离也将随着控制角的变化而变化。这样,根据垂向距离最大或者最小时的电角度,即可获知动子线圈在磁钢阵列中的初始磁角度。
上述磁对准方法需要不断变更电流的控制角,在磁对准范围内进行逐一扫描。如果要获得更高的磁对准精度,控制角的变化间隔必须比较小,这导致对准时间大大加长,不利于产率的提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动线圈型磁浮电机的磁对准方法及系统,能够探知每个发力体在磁场中的精确初始磁角度,磁对准速度快、精度高。
为解决上述问题,本发明提供一种动线圈型磁浮电机的磁对准方法,所述动线圈型磁浮电机包括磁钢阵列和动子线圈,所述动子线圈包括多个发力体,所述方法包括:
在所述磁钢阵列和动子线圈之间设置弹性保护层;
通过磁敏感传感器获取动子线圈的初始位置;
根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围;
向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流;
通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
进一步的,在上述方法中,根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围的步骤中,
所述磁对准水平位置扫描范围取[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2],其中,(pos_x0,pos_y0)为根据每个发力体与动子线圈的初始位置的固定偏差所计算得到的每个发力体的理论上的所在位置,σ为所述磁敏感传感器的定位方差,d1为所述磁敏感传感器的机械安装公差,d2为所述动子线圈的机械安装公差,(Δx,Δy)为每个发力体相对于所述动子线圈的初始位置的偏离量。
进一步的,在上述方法中,通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度的步骤中,根据预设的磁对准精度确定扫描步长。
进一步的,在上述方法中,向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流的步骤中,所述交轴电流的值为零,所述直轴电流的值为非零。
进一步的,在上述方法中,通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度的步骤中,
通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取当发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离为最大时对应的水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
进一步的,在上述方法中,向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流的步骤中,所述交轴电流的值为非零,所述直轴电流的值为零。
进一步的,在上述方法中,通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度的步骤中,
通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内获取发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离变化最小时对应的水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
根据本发明的另一面,提供一种动线圈型磁浮电机的磁对准系统,所述动线圈型磁浮电机包括磁钢阵列和动子线圈,所述动子线圈包括多个发力体,所述系统包括:
在所述磁钢阵列和动子线圈之间设置的弹性保护层;
磁敏感传感器,用于获取动子线圈的初始位置;
扫描范围模块,用于根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围;
驱动器,用于向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流;
垂向位置测量系统,用于在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
进一步的,在上述系统中,所述扫描范围模块取[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]作为所述磁对准水平位置扫描范围,其中,(pos_x0,pos_y0)为根据每个发力体与动子线圈的初始位置的固定偏差所计算得到的每个发力体的理论上的所在位置,σ为所述磁敏感传感器的定位方差,d1为所述磁敏感传感器的机械安装公差,d2为所述动子线圈的机械安装公差,(Δx,Δy)为每个发力体相对于所述动子线圈的初始位置的偏离量。
进一步的,在上述系统中,所述垂向位置测量系统根据预设的磁对准精度确定扫描步长。
进一步的,在上述系统中,所述驱动器输入的所述交轴电流的值为零,所述直轴电流的值为非零。
进一步的,在上述系统中,所述垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取当发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离为最大时对应的水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
进一步的,在上述系统中,所述驱动器输入的所述交轴电流的值为非零,所述直轴电流的值为零。
进一步的,在上述系统中,所述垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内获取发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离变化最小时对应的水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
与现有技术相比,本发明通过在所述磁钢阵列和动子线圈之间设置弹性保护层;通过磁敏感传感器获取动子线圈的初始位置;根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围;向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流;通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度,能够探知每个发力体在磁场中的精确初始磁角度,磁对准速度快、精度高。
附图说明
图1是本发明一实施例的动线圈型磁浮电机的结构主示图;
图2是本发明一实施例的动线圈型磁浮电机的结构侧示图;
图3是本发明实施例一的动线圈型磁浮电机的磁对准方法的流程图;
图4是本发明实施例一的动线圈型磁浮电机的磁对准方法的原理图;
图5是本发明实施例二的动线圈型磁浮电机的磁对准方法的流程图;
图6是本发明实施例二的动线圈型磁浮电机的磁对准方法的原理图
图7是本发明实施例三的动线圈型磁浮电机的磁对准系统的模块示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1和2所示,本实施例提供一种动线圈型磁浮电机的磁对准方法,所述动线圈型磁浮电机包括磁钢阵列1和动子线圈2,所述动子线圈2包括多个发力体,例如,图1中共有4个发力体X1、X2、Y1、Y2,如图1~3所示,本实施例中对每个发力体确定初始磁角度都进行如下步骤,具体包括:
步骤S11,在所述磁钢阵列和动子线圈之间设置弹性/柔性保护层3,所述柔性保护层在拉伸或挤压的情况下能够敏感的产生形变,所述弹性保护层3用于保护线圈绕组和磁钢阵列接触时的机械撞击。
步骤S12,通过磁敏感传感器5获取动子线圈的初始位置,所述磁敏感传感器5可为霍尔(Hall)传感器。
步骤S13,根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围,即确定每个发力体的大致位置。
优选的,步骤S13中,所述磁对准水平位置扫描范围取[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2],其中,(pos_x0,pos_y0)为根据每个发力体与动子线圈的初始位置的固定偏差所计算得到的每个发力体的理论上的所在位置,σ为所述磁敏感传感器的定位方差,d1为所述磁敏感传感器的机械安装公差,d2为所述动子线圈的机械安装公差,(Δx,Δy)为每个发力体相对于所述动子线圈的初始位置的偏离量。具体的,磁对准时,首先根据磁敏感传感器测量得到动子线圈位置,给出进行磁对准扫描的初始搜索范围。假定磁敏感传感器测量的磁钢阵列的位置为(x0,y0,rz0),根据每个发力体与动子线圈位置的固定偏差所计算得到的发力体位置为(pos_x0,pos_y0),并假定磁敏感传感器的定位方差为σ,Hall传感器的机械安装公差为d1,动子线圈的机械安装公差为d2,每个发力体相对于动子线圈位置的偏离量为(Δx,Δy),那么对于每个发力体,磁对准的初始扫描位置可以取[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]。
步骤S14,向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流,所述交轴电流(q轴电流)的值为零,所述直轴电流(d轴电流)的值为非零,具体的,可通过一驱动器q轴电流为零,d轴电流为非零。
步骤S15,通过垂向位置测量系统6在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。具体的,此时由于动子线圈中电流的存在,每个发力体将产生一个垂向力,根据磁浮电机的工作原理,该垂向力大小为:例如,发力体X1的垂向力记为:
其中Kz是与磁场强度、电流大小有关的一个量,x0表示所述初始磁角度,x1表示[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]范围内的某一水平位置。
由于保护层3具有一定的弹性,因此,受到垂向力的作用后,弹性保护层3将被挤压或者松放,使得发力体与磁钢阵列之间的垂向距离发生变化,该距离变化可以通过安装在磁浮电机上的垂向位置测量系统6如垂向位移传感器探测到,所述垂向位置测量系统6可为垂向位移传感器来获取发力体的在受力情况下的垂向位移。
优选的,步骤S15包括:
步骤S151,根据预设的磁对准精度确定扫描步长,具体的,假定磁浮电机要求的磁对准精度为d,那么可以设定位置扫描的扫描步长dstep=d;
步骤S152,将pos_x0-Δx-3σ-d1-d2位置作为起始扫描位置,记录pos_x0-Δx-3σ-d1-d2位置对应的发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离;
步骤S153,判断所述当前扫描位置是否大于pos_x0-Δx+3σ+d1+d2,若否,则转到步骤S154,若是,则转到步骤S155,具体的,步骤S153为是了确保对[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]范围内以扫描步长为间隔的每个水平位置都进行扫描,从而记录下每次发力体与磁钢阵列之间的垂向距离,
步骤S154,在当前扫描位置上加一步长作为新的当前扫描位置,记录该新的当前扫描位置对应的发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离后,转到步骤S153;
步骤S155,获取当发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离为最大时对应的水平位置,即[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]范围内的某一水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。具体的,如图4所示,当x1=x0时,磁浮电机的发力体产生的垂向力最大,此时发力体与磁钢阵列之间的距离也将最大。因此,垂向距离(垂向位置)最大点对应的水平位置即可以认为是该发力体在磁场中的初始磁角度。本实施例中,动线圈型磁浮电机共有4个发力体,每个发力体都需要按照上述过程进行磁对准。
本实施例中首先通过磁敏感传感器获取动子线圈的初始位置,其次根据初始位置和几何位置确定每个发力体的大致位置范围,然后在该大致位置范围内以特定的扫描步长不断变换水平扫描位置,并根据垂向位置测量系统测量得到的垂向位置变化情况,获知每个发力体在磁场中的精确初始磁角度,磁对准速度快、精度高。
实施例二
如图1和2所示,本实施例与实施例一的区别在于向所述动线圈型磁浮电机输入所述交轴电流的值为非零,所述直轴电流的值为零,本实施例提供一种动线圈型磁浮电机的磁对准方法,所述动线圈型磁浮电机包括磁钢阵列1和动子线圈2,所述动子线圈2包括多个发力体,例如,图1中共有4个发力体X1、X2、Y1、Y2,如图1、2和5所示,本实施例中对每个发力体确定初始磁角度都进行如下步骤,具体包括:
步骤S21,在所述磁钢阵列和动子线圈之间设置弹性保护层3,所述弹性保护层3用于保护线圈绕组和磁钢阵列接触时的机械撞击。
步骤S22,通过磁敏感传感器5获取动子线圈的初始位置。
步骤S23,根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围。
优选的,步骤S23中,所述磁对准水平位置扫描范围取[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2],其中,(pos_x0,pos_y0)为根据每个发力体与动子线圈的初始位置的固定偏差所计算得到的每个发力体的理论上的所在位置,σ为所述磁敏感传感器的定位方差,d1为所述磁敏感传感器的机械安装公差,d2为所述动子线圈的机械安装公差,(Δx,Δy)为每个发力体相对于所述动子线圈的初始位置的偏离量。具体的,磁对准时,首先根据磁敏感传感器测量得到动子线圈位置,给出进行磁对准扫描的初始搜索范围。假定磁敏感传感器测量的磁钢阵列的位置为(x0,y0,rz0),根据每个发力体与动子线圈位置的固定偏差所计算得到的发力体位置为(pos_x0,pos_y0),并假定Hall传感器的定位方差为σ,磁敏感传感器的机械安装公差为d1,动子线圈的机械安装公差为d2,每个发力体相对于动子线圈位置的偏离量为(Δx,Δy),那么对于每个发力体,磁对准的初始扫描位置可以取[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]。
步骤S24,向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流,所述交轴电流(q轴电流)的值为非零,所述直轴电流(d轴电流)的值为零,具体的,可通过一驱动器q轴电流为非零,d轴电流为零。
步骤S25,通过垂向位置测量系统6在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。具体的,此时由于动子线圈中电流的存在,每个发力体将产生一个垂向力,根据磁浮电机的工作原理,该垂向力大小为:例如,发力体X1的垂向力记为:
其中Kz是与磁场强度、电流大小有关的一个量,x0表示所述初始磁角度,x1表示[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]范围内的某一水平位置。
由于保护层3具有一定的弹性,因此,受到垂向力的作用后,弹性保护层3将被挤压或者松放,使得发力体与磁钢阵列之间的垂向距离发生变化,该距离变化可以通过安装在磁浮电机上的垂向位置测量系统6如垂向位移传感器探测到。
优选的,步骤S25包括:
步骤S251,根据预设的磁对准精度确定扫描步长,具体的,假定磁浮电机要求的磁对准精度为d,那么可以设定位置扫描的扫描步长dstep=d;
步骤S252,从pos_x0-Δx-3σ-d1-d2位置作为起始扫描位置,记录pos_x0-Δx-3σ-d1-d2位置对应的发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离;
步骤S253,判断所述当前扫描位置是否大于pos_x0-Δx+3σ+d1+d2,若否则转到步骤S154,若是,则转到步骤S155,具体的,步骤S153为是了确保对[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]范围内以扫描步长为间隔的每个水平位置都进行扫描,从而记录下每次发力体与磁钢阵列之间的垂向距离,
步骤S254,在当前扫描位置上加一步长作为新的当前扫描位置,记录该新的当前扫描位置对应的发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离后,转到步骤S153;
步骤S255,获取当发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离变化最小时对应的水平位置,即[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]范围内的某一水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。具体的,如图5所示,当x1=x0时,磁浮电机的发力体产生的垂向力为0,此时发力体的垂向距离(垂向位置)与未通入电流时一致。因此,通入电流后,垂向位置(垂向距离)变化最小的点即可以认为是该发力体在磁场中的初始磁角度。本实施例中,动线圈型磁浮电机共有4个发力体,每个发力体都需要按照上述过程进行磁对准。
本实施例中首先通过磁敏感传感器获取动子线圈的初始位置,其次根据初始位置和几何位置确定每个发力体的大致位置范围,然后在该大致位置范围内以特定的扫描步长不断变换水平扫描位置,并根据垂向位置测量系统测量得到的垂向位置变化情况,获知每个发力体在磁场中的精确初始磁角度,磁对准速度快、精度高。本实施的其它具体内容可参照实施例一。
实施例三
如图1和2所示,本实施例提供一种动线圈型磁浮电机的磁对准系统,所述动线圈型磁浮电机包括磁钢阵列1和动子线圈2,所述动子线圈2包括多个发力体,例如,图1中共有4个发力体X1、X2、Y1、Y2,如图1~3所示,如图6所示,本实施例中所述系统具体包括:
在所述磁钢阵列和动子线圈之间设置的弹性保护层3;
磁敏感传感器5,用于获取动子线圈的初始位置;
扫描范围模块4,用于根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围;
驱动器7,用于向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流;
垂向位置测量系统6,用于在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
优选的,所述扫描范围模块4取[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]作为所述磁对准水平位置扫描范围,其中,(pos_x0,pos_y0)为根据每个发力体与动子线圈的初始位置的固定偏差所计算得到的每个发力体的理论上的所在位置,σ为所述磁敏感传感器的定位方差,d1为所述磁敏感传感器的机械安装公差,d2为所述动子线圈的机械安装公差,(Δx,Δy)为每个发力体相对于所述动子线圈的初始位置的偏离量。
优选的,所述垂向位置测量系统6根据预设的磁对准精度确定扫描步长。
优选的,所述驱动器7输入的所述交轴电流的值为零,所述直轴电流的值为非零,相应的,所述垂向位置测量系统6在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取当发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离为最大时对应的水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
优选的,所述驱动器7输入的所述交轴电流的值为非零,所述直轴电流的值为零,相应的,所述垂向位置测量系统6在每个磁对准水平位置扫描范围内获取发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离变化最小时对应的水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
本实施例中首先通过磁敏感传感器获取动子线圈的初始位置,其次根据初始位置和几何位置确定每个发力体的大致位置范围,然后在该大致位置范围内以特定的扫描步长不断变换水平扫描位置,并根据垂向位置测量系统测量得到的垂向位置变化情况,获知每个发力体在磁场中的精确初始磁角度,磁对准速度快、精度高。本实施例的相应具体内容可参见实施例一和二。
综上所述,本发明通过在所述磁钢阵列和动子线圈之间设置弹性保护层;通过磁敏感传感器获取动子线圈的初始位置;根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围;向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流;通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度,能够探知每个发力体在磁场中的精确初始磁角度,磁对准速度快、精度高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言,由于与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然,本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种动线圈型磁浮电机的磁对准方法,所述动线圈型磁浮电机包括磁钢阵列和动子线圈,所述动子线圈包括多个发力体,其特征在于,所述方法包括:
在所述磁钢阵列和动子线圈之间设置弹性保护层;
通过磁敏感传感器获取动子线圈的初始位置;
根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围;
向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流;
通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
2.如权利要求1所述的动线圈型磁浮电机的磁对准方法,其特征在于,根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围的步骤中,
所述磁对准水平位置扫描范围取[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2],其中,(pos_x0,pos_y0)为根据每个发力体与动子线圈的初始位置的固定偏差所计算得到的每个发力体的理论上的所在位置,σ为所述磁敏感传感器的定位方差,d1为所述磁敏感传感器的机械安装公差,d2为所述动子线圈的机械安装公差,(Δx,Δy)为每个发力体相对于所述动子线圈的初始位置的偏离量。
3.如权利要求1所述的动线圈型磁浮电机的磁对准方法,其特征在于,通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度的步骤中,根据预设的磁对准精度确定扫描步长。
4.如权利要求1所述的动线圈型磁浮电机的磁对准方法,其特征在于,向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流的步骤中,所述交轴电流的值为零,所述直轴电流的值为非零。
5.如权利要求4所述的动线圈型磁浮电机的磁对准方法,其特征在于,通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度的步骤中,
通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取当发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离为最大时对应的水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
6.如权利要求1所述的动线圈型磁浮电机的磁对准方法,其特征在于,向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流的步骤中,所述交轴电流的值为非零,所述直轴电流的值为零。
7.如权利要求6所述的动线圈型磁浮电机的磁对准方法,其特征在于,通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度的步骤中,
通过垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内获取发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离变化最小时对应的水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
8.一种动线圈型磁浮电机的磁对准系统,所述动线圈型磁浮电机包括磁钢阵列和动子线圈,所述动子线圈包括多个发力体,其特征在于,所述系统包括:
在所述磁钢阵列和动子线圈之间设置的弹性保护层;
磁敏感传感器,用于获取动子线圈的初始位置;
扫描范围模块,用于根据所述初始位置确定每个发力体的磁对准水平位置扫描范围;
驱动器,用于向所述动线圈型磁浮电机输入恒定的交轴电流和直轴电流;
垂向位置测量系统,用于在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取相应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
9.如权利要求8所述的动线圈型磁浮电机的磁对准系统,其特征在于,所述扫描范围模块取[pos_x0-Δx-3σ-d1-d2,pos_x0-Δx+3σ+d1+d2]作为所述磁对准水平位置扫描范围,其中,(pos_x0,pos_y0)为根据每个发力体与动子线圈的初始位置的固定偏差所计算得到的每个发力体的理论上的所在位置,σ为所述磁敏感传感器的定位方差,d1为所述磁敏感传感器的机械安装公差,d2为所述动子线圈的机械安装公差,(Δx,Δy)为每个发力体相对于所述动子线圈的初始位置的偏离量。
10.如权利要求8所述的动线圈型磁浮电机的磁对准系统,其特征在于,所述垂向位置测量系统根据预设的磁对准精度确定扫描步长。
11.如权利要求8所述的动线圈型磁浮电机的磁对准系统,其特征在于,所述驱动器输入的所述交轴电流的值为零,所述直轴电流的值为非零。
12.如权利要求11所述的动线圈型磁浮电机的磁对准系统,其特征在于,所述垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内扫描以获取当发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离为最大时对应的水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
13.如权利要求8所述的动线圈型磁浮电机的磁对准系统,其特征在于,所述驱动器输入的所述交轴电流的值为非零,所述直轴电流的值为零。
14.如权利要求13所述的动线圈型磁浮电机的磁对准系统,其特征在于,所述垂向位置测量系统在每个磁对准水平位置扫描范围内获取发力体与所述磁钢阵列之间的垂向距离变化最小时对应的水平位置,将所述对应的水平位置作为对应发力体的初始磁角度。
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