CN104143945B - 动线圈型磁浮电机的磁对准方法及系统 - Google Patents

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：在所述动子线圈上安装压力传感器；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；向所述动线圈型磁浮电机输入第一模拟位置信号，并获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第一压力读数；向所述动线圈型磁浮电机输入第二模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第二压力读数；根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度。本发明能够简单、高效地获取动子线圈中各个发力体的初始磁角度，有效的降低动线圈型磁浮电机的磁对准时间，从而提高产品的工作效率。

Description

动线圈型磁浮电机的磁对准方法及系统

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“endstops”，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，能够简单、高效地获取动子线圈中各个发力体的初始磁角度，有效的降低动线圈型磁浮电机的磁对准时间，从而提高产品的工作效率。

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：

在所述动子线圈上安装压力传感器；

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；

向所述动线圈型磁浮电机输入第一模拟位置信号，并获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第一压力读数，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]；

向所述动线圈型磁浮电机输入第二模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第二压力读数，其中，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2；

根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度。

进一步的，在上述方法中，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，根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度的步骤中，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

进一步的，在上述方法中，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，根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度的步骤中，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

本发明还提供另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：

在所述动子线圈上安装压力传感器；

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；

获取初始的对准次数值；

判断所述对准次数值是否大于0；

若是，则向所述动线圈型磁浮电机输入第一模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第一压力读数，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]；向所述动线圈型磁浮电机输入第二模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第二压力读数，其中，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2；根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度；将所述对准次数值减1，并获取新的第一模拟位置信号后，转到所述判断所述对准次数值是否大于0的步骤；

若否，则计算每个发力体的所有初始磁角度的平均值以生成每个发力体的平均初始磁角度。

进一步的，在上述方法中，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，根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度的步骤中，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

进一步的，在上述方法中，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，根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度的步骤中，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

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：

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，并向所述动线圈型磁浮电机分别输入第一模拟位置信号和第二模拟位置信号，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2；

安装于所述动子线圈上的压力传感器，用于在输入所述第一模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第一压力读数，并在输入所述第二模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第二压力读数；

初始磁角度模块，用于根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个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零，所述直轴电流的值为非零。

进一步的，在上述系统中，所述初始磁角度模块根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

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，所述初始磁角度模块根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

本发明还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：

对准次数值模块，用于获取初始的对准次数值，并在每次所述初始磁角度模块确定每个发力体的初始磁角度后将所述对准次数值减1；

判断模块，用于判断当前的对准次数值是否大于0；

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，并在当前的对准次数值大于0时，向所述动线圈型磁浮电机分别输入第一模拟位置信号和第二模拟位置信号，及在在每次所述初始磁角度模块确定每个发力体的初始磁角度后获取新的第一模拟位置信号，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2；

安装于所述动子线圈上的压力传感器，用于在输入所述第一模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第一压力读数，并在输入所述第二模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第二压力读数；

初始磁角度模块，用于根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度；

平均值模块，用于在当前的对准次数值小于等于0时，获取每个发力体的所有初始磁角度的平均值以生成每个发力体的平均初始磁角度。

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零，所述直轴电流的值为非零。

进一步的，在上述系统中，所述初始磁角度模块根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

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，所述初始磁角度模块根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

与现有技术相比，本发明通过在所述动子线圈上安装压力传感器；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；向所述动线圈型磁浮电机输入第一模拟位置信号，并获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第一压力读数，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]；向所述动线圈型磁浮电机输入第二模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第二压力读数，其中，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2；根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度，能够简单、高效地获取动子线圈中各个发力体的初始磁角度，有效的降低动线圈型磁浮电机的磁对准时间，从而提高产品的工作效率。

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示意图；

图2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3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4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；

图5是本发明实施例四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2所示，本实施例的方法包括：

步骤S11，在所述动子线圈2上安装压力传感器3。

步骤S12，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。

步骤S13，向所述动线圈型磁浮电机输入第一模拟位置信号，并获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第一压力读数，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]，τ为一个磁极距(NS距离)。

步骤S14，向所述动线圈型磁浮电机输入第二模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第二压力读数，其中，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2，这样通过两个距离为τ/2的模拟位置来设定电流控制角，根据相应的压力值快速得到初始磁角度。

步骤S15，根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度。

优选的，当所述交轴电流的值为零，所述直轴电流的值为非零时，步骤S5中，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。具体的，假定磁对准时，动子线圈在磁场中的初始磁角度为x₀∈[0,2τ]，通过一驱动器向所述动线圈型磁浮电机输入i_q(交轴电流，q轴电流)为恒定的0值，i_d(直轴电流，d轴电流)为恒定的非零值，如比较小的常数，并假定所述驱动器向所述动线圈型磁浮电机输入的第一模拟位置信号为x₁∈[0,2τ]，则所述第一模拟位置信号经过所述驱动器内的PI调节器、SVPWM发生器和功率逆变桥，然后第一模拟位置信号再经过所述动子线圈2后，每个发力体中产生的垂向力为：例如，发力体X1中产生的垂向力记为：

其中K_z是与磁场强度、电流大小有关的一个量，记动子线圈总质量为M，则压力传感器的对应于发力体X1的第一压力读数P₁为：

P₁＝Mg-Fz_x1

因此，有：

再置第二模拟位置信号的值为x₁+τ/2，并记压力传感器的对应于发力体X1的第二压力读数为P₂，则有：

于是：

图1中其余三个发力体X2、Y1、Y2的初始磁角度的获取方式与发力体X1初始磁角度的获取方式相同这样，即只要根据两次压力传感器的读数，就能够快速获知每个发力体在磁场中的位置。

优选的，当所述交轴电流的值为非零，所述直轴电流的值为零时，步骤S5中，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。具体的，本实施例中也可以通过一驱动器向所述动线圈型磁浮电机输入i_q(交轴电流，q轴电流)为恒定的非零值，i_d(直轴电流，d轴电流)为恒定的零值。并假定所述驱动器向所述动线圈型磁浮电机输入的第一模拟位置信号为x₁∈[0,2τ]，则所述第一模拟位置信号经过所述驱动器内的PI调节器、SVPWM发生器和功率逆变桥，然后第一模拟位置信号再经过所述动子线圈2后，每个发力体中产生的垂向力为：例如，发力体X1中产生的垂向力记为：

其中K_z是与磁场强度、电流大小有关的一个量。

记磁浮电机动子总质量为M，则压力传感器的读数之和为：

P₁＝Mg-Fz_x1

因此，有：

再置第二模拟位置信号的值为x₁+τ/2，并记压力传感器的对应于发力体X1的第二压力读数为P₂，则有：

于是：

图1中其余三个发力体X2、Y1、Y2的初始磁角度的获取方式与发力体X1初始磁角度的获取方式相同这样，首先通过任意给定的第一模拟位置信号，记录相应的压力传感器读数，接着将该第一模拟位置信号增加半个磁极距，记录相应的压力传感器读数，然后根据反三角变换获知磁角度，即只要根据两次压力传感器的读数，就能够快速获知每个发力体在磁场中的位置。

实施例二

在进行实际磁对准时，考虑到压力传感器的精度，磁场推力常数的正弦性、信号噪声等多种因素，本实施例与实施例一的区别在于每个发力体通过多次磁对准取平均的方法来提高磁对准的对准精度，即过一组随机的第一模拟位置信号序列，计算磁角度的平均值作为最终的磁角度来进一步提高磁对准的精度。本实施例的相应具体内容可参照实施例一。

本实施例的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，如图3所示，所述方法包括：

步骤S21，在所述动子线圈上安装压力传感器。

步骤S22，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。

步骤S23，获取初始的对准次数值。具体的，初始的对准次数值可以为一正整数。

步骤S24，判断所述对准次数值是否大于0，若是，则转到步骤S25，若否，则转到步骤S26；

步骤S25，向所述动线圈型磁浮电机输入第一模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第一压力读数，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]；向所述动线圈型磁浮电机输入第二模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第二压力读数，其中，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2；根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度；将所述对准次数值减1，并获取新的第一模拟位置信号即修改第一模拟位置信号x₁的值后转到步骤S24。具体的，当转到步骤S24判断所述对准次数值大于0需要重复执行步骤S25时，向所述动线圈型磁浮电机输入第一模拟位置信号为新的第一模拟位置信号。

步骤S26，计算每个发力体的所有初始磁角度的平均值以生成每个发力体的平均初始磁角度。从而通过多次磁对准取平均的方法来提高磁对准的对准精度。

实施例三

如图1和4所示，本实施例还提供另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。所述系统包括驱动器4、安装于所述动子线圈上的压力传感器3和初始磁角度模块5。

驱动器4，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，并向所述动线圈型磁浮电机分别输入第一模拟位置信号和第二模拟位置信号，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2。

安装于所述动子线圈2上的压力传感器3，用于在输入所述第一模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第一压力读数，并在输入所述第二模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第二压力读数。

初始磁角度模块5，用于根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度。

优选的，当所述驱动器4输入的所述交轴电流的值为零，所述直轴电流的值为非零时，所述初始磁角度模块5根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

优选的，当所述驱动器4输入的所述交轴电流的值为非零，所述直轴电流的值为零时，所述初始磁角度模块根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。本实施例只要根据两次压力传感器的读数，就能够快速获知每个发力体在磁场中的位置，本实施例的相应具体内容可参见实施例一。

实施例四

在进行实际磁对准时，考虑到压力传感器的精度，磁场推力常数的正弦性、信号噪声等多种因素，本实施例与实施例三的区别在于每个发力体通过多次磁对准取平均的方法来提高磁对准的对准精度。本实施例的相应具体内容可参照实施例三和实施例二。

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，如图5所示，所述系统包括对准次数值模块6、判断模块7、驱动器4、压力传感器3、初始磁角度模块5和平均值模块8。

对准次数值模块6，用于获取初始的对准次数值，并在每次所述初始磁角度模块确定每个发力体的初始磁角度后将所述对准次数值减1。

判断模块7，用于判断当前的对准次数值是否大于0。

驱动器4，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，并在当前的对准次数值大于0时，向所述动线圈型磁浮电机分别输入第一模拟位置信号和第二模拟位置信号，及在在每次所述初始磁角度模块确定每个发力体的初始磁角度后获取新的第一模拟位置信号，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2。

安装于所述动子线圈2上的压力传感器3，用于在输入所述第一模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第一压力读数，并在输入所述第二模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第二压力读数。

初始磁角度模块5，用于根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度。

优选的，当所述驱动器4输入的所述交轴电流的值为零，所述直轴电流的值为非零时，所述初始磁角度模块5根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

优选的，当所述驱动器4输入的所述交轴电流的值为非零，所述直轴电流的值为零时，所述初始磁角度模块5根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

平均值模块8，用于在当前的对准次数值小于等于0时，获取每个发力体的所有初始磁角度的平均值以生成每个发力体的平均初始磁角度。

综上所述，本发明通过在所述动子线圈上安装压力传感器；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；向所述动线圈型磁浮电机输入第一模拟位置信号，并获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第一压力读数，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]；向所述动线圈型磁浮电机输入第二模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第二压力读数，其中，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2；根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度，能够简单、高效地获取动子线圈中各个发力体的初始磁角度，有效的降低动线圈型磁浮电机的磁对准时间，从而提高产品的工作效率。

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 (12)

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：

在所述动子线圈上安装压力传感器；

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；

向所述动线圈型磁浮电机输入第一模拟位置信号，并获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第一压力读数，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]；

向所述动线圈型磁浮电机输入第二模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第二压力读数，其中，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2；

根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度；

在根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度的步骤中，

当所述交轴电流的值为零，所述直轴电流的值为非零时，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，τ为一个磁极距，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数；

在根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度的步骤中，

当所述交轴电流的值为非零，所述直轴电流的值为零时，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，τ为一个磁极距，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

2.一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：

在所述动子线圈上安装压力传感器；

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；

获取初始的对准次数值；

判断所述对准次数值是否大于0；

若是，则向所述动线圈型磁浮电机输入第一模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第一压力读数，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]；向所述动线圈型磁浮电机输入第二模拟位置信号，获取所述压力传感器上的对应于每个发力体的第二压力读数，其中，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2，τ为一个磁极距；根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度；将所述对准次数值减1，并获取新的第一模拟位置信号后，转到所述判断所述对准次数值是否大于0的步骤；

若否，则计算每个发力体的所有初始磁角度的平均值以生成每个发力体的平均初始磁角度。

3.如权利要求2所述的动线圈型磁浮电机的磁对准方法，其特征在于，所述交轴电流的值为零，所述直轴电流的值为非零。

4.如权利要求3所述的动线圈型磁浮电机的磁对准方法，其特征在于，根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度的步骤中，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，τ为一个磁极距，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

5.如权利要求2所述的动线圈型磁浮电机的磁对准方法，其特征在于，所述交轴电流的值为非零，所述直轴电流的值为零。

6.如权利要求5所述的动线圈型磁浮电机的磁对准方法，其特征在于，根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度的步骤中，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，τ为一个磁极距，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

7.一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：

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，并向所述动线圈型磁浮电机分别输入第一模拟位置信号和第二模拟位置信号，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2；

安装于所述动子线圈上的压力传感器，用于在输入所述第一模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第一压力读数，并在输入所述第二模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第二压力读数；

初始磁角度模块，用于根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度；

在根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度的步骤中，

当所述交轴电流的值为零，所述直轴电流的值为非零时，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，τ为一个磁极距，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数；

在根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度的步骤中，

当所述交轴电流的值为非零，所述直轴电流的值为零时，根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，τ为一个磁极距，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

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：

对准次数值模块，用于获取初始的对准次数值，并在每次所述初始磁角度模块确定每个发力体的初始磁角度后将所述对准次数值减1；

判断模块，用于判断当前的对准次数值是否大于0；

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，并在当前的对准次数值大于0时，向所述动线圈型磁浮电机分别输入第一模拟位置信号和第二模拟位置信号，及在在每次所述初始磁角度模块确定每个发力体的初始磁角度后获取新的第一模拟位置信号，其中，所述第一模拟位置信号在所述磁钢阵列产生的磁场中的位置范围为[0,2τ]，所述第二模拟位置信号为第一模拟位置信号加上τ/2，τ为一个磁极距；

安装于所述动子线圈上的压力传感器，用于在输入所述第一模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第一压力读数，并在输入所述第二模拟位置信号时，获取对应于每个发力体的第二压力读数；

初始磁角度模块，用于根据第一模拟位置信号和每个发力体的第一压力读数、第二压力读数确定每个发力体的初始磁角度；

平均值模块，用于在当前的对准次数值小于等于0时，获取每个发力体的所有初始磁角度的平均值以生成每个发力体的平均初始磁角度。

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。

10.如权利要求9所述的动线圈型磁浮电机的磁对准系统，其特征在于，所述初始磁角度模块根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，τ为一个磁极距，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。

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非零，所述直轴电流的值为零。

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，所述初始磁角度模块根据下述公式获取每个发力体的初始磁角度：

其中，τ为一个磁极距，x₀表示所述初始磁角度，x₁表示所述第一模拟位置信号，M表示所述动子线圈的总质量，g表示重力系数，P₁表示所述第一压力读数，P₂表示所述第二压力读数。