CN115765376A - 一种线性电机及其驱动和控制方法 - Google Patents

Abstract

一种线性电机，包括定子、动子和电源控制模块，其定子由两组相同的空心线圈轴向左右排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与电机轴线垂直，线圈使用直流电，两组线圈并联，两组线圈的始端连接在电源控制模块的同一个负极上，终端分别连接在电源控制模块的两个控制正极上，定子固定在机壳上，机壳或机体由非铁磁性材料制成；动子由1个永久磁铁组成，永久磁铁轴向充磁，永久磁铁固定在直动轴或直动部件上，直动轴或直动部件由非铁磁性材料制成；动子设置在定子线圈的筒形空腔内，永久磁铁和两组线圈设置在同一轴线上，二者之间有缝隙。该线性电机无铁心，结构和控制方法简单，可广泛应用在线性驱动的各领域。

Description

一种线性电机及其驱动和控制方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及线性电机技术领域。

背景技术

在现有技术中，线性电机大体上分为有铁心和无铁心两大类：第一类定子有铁心，它是电磁铁与电磁铁(或永久磁铁)相互作用来驱动；第二类定子无铁心，它是将永久磁铁设置在空心线圈的空腔内，是以排斥力来驱动。

在第一类线性电机中。如在中国专利文献：公开(公告)号CN1913302A，公开(公告)日2007年2月14日，记载了一种磁阻式直线振荡电动机，它是将两个带有独立外铁心磁轭的励磁线圈轴向叠加在空心定了上，并在两个独立外铁心磁轭的中间设置隔磁部件，然后通过空心定子两端的螺母把它们连接成一体。再把一个在两端带有金属活塞环的永磁体或铁磁材料制作的圆柱形动子铁心设置在空心定子的内部，构成了整个电动机的运动机构。工作时，依两只二极管把单相交流电正负两个半周的脉动直流分别导入电机当中的两个励磁线圈轮流励磁，使电机内部的磁场形成来回变位。圆柱形动子铁心则依靠磁阻转矩随磁场的来回变位形成直线往复运行。该线性电机具有外铁心，体积较大，结构比较复杂。

在第二类线性电机中。如在中国专利文献：公开(公告)号CN103718437A，公开(公告)日2014年04月09日，公开了一种线性电机，该线性电机具有：电枢，其具有沿轴向排列设置多个环状线圈而形成的筒状的线圈组装体；以及励磁装置，其具有直动轴和永久磁铁组装体，所述直动轴能够沿轴向往复移动地设于所述电枢的轴线上，所述永久磁铁组装体包括设于所述直动轴的至少一个永久磁铁，所述电枢和所述励磁装置中的任意一方设为定子，另一方设为可动部件，所述可动部件相对于所述定子往复移动，其特征在于，在设所述线圈的个数为n、设所述线圈的轴向长度为C、设所述永久磁铁组装体的轴向长度为M时，行程S被设定成至少大于|n×C-M|。该线性电机是三相交流电机，是以推力来驱动，电磁场和永磁场不会形成磁回路，动子的转向指令是根据动子检测装置提供的动子位置信息后作出的，动子检测装置的响应时间影响行程精度，动子由两个永久磁铁组成，两个永久磁铁的磁场方向相反，该线性电机结构复杂，效率较低，行程精度低。

又如日本专利文献：公开号特开2006-74881(P2006-74881A)，公开(公告)日平成18年3月16日(2006年3月16日)，公开了一种气缸形线性电机动子，第一永久磁铁轴向磁化，其两侧的第二、第三永久磁铁轴向逆向磁化形成1个单元，1个以上单元轴向串联配置组成永磁组件。线圈组件由6组线圈组成，6组线圈的始端和终端分别与电路板的各个接线端子连接，形成各相绕组。该气缸形线性电机使用直流电，经逆变器将直流电转变成交流电后向电路板供电，电路板根据动子检测装置提供的动子位置信息后，向绕组提供相应的三相交流电，是以推力来驱动，电磁场和永磁场不会形成磁回路，动子的转向指令是根据动子检测装置提供的动子位置信息后作出的，动子检测装置的响应时间影响行程精度。该线圈组件由6组线圈组成，动子由3个永久磁铁组成，相邻的两个永久磁铁磁场方向相反。该线性电机结构复杂，效率较低，行程精度低。

为克服现有技术的不足，本发明的目的是简化线性电机的结构，提供一种无铁心线性电机及其驱动和控制方法。

发明内容

本申请将申请日：2017年07月28日，申请号：201710654910.5，名称：一种线性驱动装置及线性电机的中国专利申请作为原申请的在先申请，提出优先权要求；将申请日：2018年07月27日，申请号：201810884422.8，名称：一种线性驱动装置及线性电机的中国专利申请作为原申请。对在先申请和原申请进行补充完善形成本分案申请。

本分案申请提出一种线性电机，包括定子、动子和电源控制模块。其定子由两组相同的空心线圈轴向左右排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与电机轴线垂直，线圈使用直流电，两组线圈并联，两组线圈的始端引线连接在电源控制模块的同一个负极上，终端引线分别连接在电源控制模块的两个控制正极上，两组线圈固定在机壳上，机壳由非铁磁性材料制成；动子由1个永久磁铁组成，永久磁铁沿轴向充磁，永久磁铁固定在直动轴或直动部件上，直动轴或直动部件由非铁磁性材料制成；永久磁铁设置在两组线圈的筒形空腔内，永久磁铁和两组线圈设置在同一轴线上，二者之间有缝隙；1个永久磁铁的轴向长度等于线圈间距，线性电机行程等于线圈间距，线圈间距为第1组线圈的中央横截面到第2组线圈的中央横截面的距离。

该线性电机的驱动和控制方法：利用通电线圈产生的电·内磁场的方向，与永·外磁场的方向相反，磁力线耦合形成磁回路，产生吸引力，将永久磁铁从通电线圈的左侧或右侧吸入其空腔内，当电磁场的极分面和永磁场的极分面重合时，磁回路最短，吸引力最大，二者吸牢，形成止点；接通左侧的第1组线圈，动子向左运动，接通右侧的第2组线圈，动子向右运动。

进一步，将本分案申请提供的一种线性电机的定子增加线圈的数量，其定子由多组相同的空心线圈轴向依次排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与电机轴线垂直，线圈使用直流电，多组线圈并联，多组线圈的始端引线连接在电源控制模块的同一个负极上，终端引线分别连接在电源控制模块的多个控制正极上，多组线圈固定在机壳上，机壳由非铁磁性材料制成；动子由1个永久磁铁组成，永久磁铁轴向充磁，永久磁铁固定在直动轴或直动部件上，直动轴或直动部件由非铁磁性材料制成；永久磁铁设置在多组线圈的筒形空腔内，永久磁铁和多组线圈设置在同一轴线上，二者之间有缝隙。

该线性电机的驱动和控制方法：利用通电线圈产生的电·内磁场的方向，与永·外磁场的方向相反，磁力线耦合形成磁回路，产生吸引力，将永久磁铁从通电线圈的左侧或右侧吸入其空腔内，当电磁场的极分面和永磁场的极分面重合时，磁回路最短，吸引力最大，二者吸牢，形成止点；接通动子左侧的1组或多组线圈，动子向左运动，接通动子右侧的1组或多组线圈，动子向右运动。

进一步，将本分案申请提出的一种线性电机的永久磁铁做定子、线圈做动子，其定子由1个永久磁铁组成，永久磁铁轴向充磁，永久磁铁固定在定位杆上，定位杆由非铁磁性材料制成；动子由两组相同的空心线圈轴向左右排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与电机轴线垂直，线圈使用直流电，两组线圈并联，两组线圈的始端引线连接在电源控制模块的同一个负极上，终端引线分别连接在电源控制模块的两个控制正极上，两组线圈固定在直动部件上，直动部件由非铁磁性材料制成，直动部件上有滑动轴承，可在滑动轴上左右滑行，滑动轴与电机轴线平行；两组线圈设置在永久磁铁的周围，两组线圈和永久磁铁设置在同一轴线上，二者之间有缝隙；1个永久磁铁的轴向长度等于线圈间距，线性电机行程等于线圈间距，线圈间距为第1组线圈的中央横截面到第2组线圈的中央横截面的距离。

该线性电机的驱动和控制方法：利用通电线圈产生的电·内磁场的方向，与永·外磁场的方向相反，磁力线耦合形成磁回路，产生吸引力，将永久磁铁从通电线圈的左侧或右侧吸入其空腔内，当电磁场的极分面和永磁场的极分面重合时，磁回路最短，吸引力最大，二者吸牢，形成止点；接通左侧线圈，动子向右运动，接通右侧线圈，动子向左运动。

本分案申请提出的又一种线性电机，包括定子、动子和控制计算机。其定子由永磁组件构成，永磁组件由n个隔磁部件和n-1个永久磁铁组成，二者轴向相间排列，n为自然数，永久磁铁沿轴向充磁，所有永久磁铁的磁场方向相同，隔磁部件的轴向长度为永久磁铁轴向长度的2倍，永磁组件固定在定位杆上，定位杆和隔磁部件均由非铁磁性材料制成；动子由三组相同的空心线圈轴向依次排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与轴线垂直，线圈使用直流电，三组线圈并联，三组线圈的始端引线连接在控制计算机的同一个负极上，终端引线分别连接在控制计算机的三个控制正极上，三组线圈固定在直动部件上，直动部件由非铁磁性材料制成；三组线圈设置在永磁组件的周围，三组线圈和永磁组件设置在同一轴线上，二者之间有缝隙；该线性电机是步进电机，1个永久磁铁的轴向长度等于线圈间距，线性电机1步行程等于线圈间距，线圈间距为第1组线圈的中央横截面到第2组线圈的中央横截面的距离。

该线性电机的驱动和控制方法：利用通电线圈产生的电·内磁场的方向，与永·外磁场的方向相反，磁力线耦合形成磁回路，产生吸引力，将永久磁铁从通电线圈的左侧或右侧吸入其空腔内，当电磁场的极分面和永磁场的极分面重合时，磁回路最短，吸引力最大，二者吸牢，形成止点；从左至右循环依次接通三组线圈，动子向左运动，从右至左循环依次接通三组线圈，动子向右运动。

有益效果

为便于说明本分案申请，先介绍以下电磁概念及电磁现象：

永久磁铁的永磁场通常指永久磁铁的外部空间存在的磁场，称为永久磁铁的外磁场，简称为永·外磁场；其表面以里的实体部分所存在的磁场称为永久磁铁的内磁场，简称为永·内磁场。

通电空心线圈的两个端面之间的空腔内所产生的电磁场称为电磁场的内磁场，简称为电·内磁场；通电空心线圈两个端面和侧面之外所产生的电磁场称为电磁场的外磁场，简称为电·外磁场。

两个长度不同的条形磁铁，磁场方向相反并平行相互作用时，产生吸引力，一个永久磁铁向另一永久磁铁运动，当两个永久磁铁的中央横截面对齐(中间对齐)时，吸引力最大，两者吸牢。

根据同性相斥、异性相吸原理，推理得出：上述两个永久磁铁的中央横截面是这两个永久磁铁的永磁场的NS两极分界面，简称“极分面”。“极分面”将永久磁铁的永磁场(包括内磁场和外磁场)平分成左右两段，如果左段外磁场为N极(内磁场为S极)，右段外磁场为S极(内磁场为N极)。

通电空心线圈所产生的电磁场和条形永久磁铁的磁场相似，空心线圈的中央横截面是电磁场的“极分面”。

上述两个永久磁铁吸牢时，形成最短的磁回路，一个永久磁铁的部分内磁场的磁力线取代了对方等量的外磁场的磁力线。

永久磁铁设置在空心线圈的空腔内线圈轴线上，当通电线圈产生的电·内磁场的方向与永·外磁场的方向相反时，磁力线耦合形成磁回路，产生吸引力，吸引力的方向是从永磁场的极分面指向电磁场的极分面，将永久磁铁吸入线圈的空腔内，当电磁场的“极分面”和永磁场的“极分面”重合时，磁回路最短，吸引力最大，二者吸牢，运动停止。当电磁场的磁通量小于永磁场的磁通量时，电·内磁场的磁力线全部被永·外磁场的磁力线耦合，电·外磁场的磁场强度为零，外铁心也就失去作用。为去掉外铁心提供了理论依据。

本分案申请是根据上述电磁原理设计而成的。

本分案申请图1所示的线性电机，与中国专利文献：公开(公告)号CN1913302A的一种磁阻式直线振荡电动机相比，省略了外铁心，仍保持原有线性电机的功能，使线性电机的定子结构进一步简化，在体积不变的条件下提高了电机功率。

本分案申请图1所示的线性电机，与中国专利文献：公开(公告)号CN103718437A的一种线性电机和日本专利文献：公开号特开2006-74881的一种气缸形线性电机(动子)相比，定子线圈的数量少，连接方式简单，动子永久磁铁的数量少，结构简单，线圈使用直流电，利用吸引力来驱动，电磁场和永磁场耦合形成磁回路，效率高，行程精度高，结构简单。

附图说明

图1是本分案申请提出的一种线性电机的剖面图。

图2是本分案申请提出的又一种线性电机的实施例一的剖面图。

图3是本分案申请提出的又一种线性电机的实施例二的剖面图。

图4是本分案申请提出的一种线性电机的又一实施例的电路及工作原理图。

图5是本分案申请提出的又一种线性电机的剖面图。

图6是本分案申请提出的又一种线性电机的剖面图。

图1中：

7是永久磁铁；81是第一组线圈，82是第二组线圈；

1是机壳；2是左端盖；3是右端盖；4、5是线性轴承；6是直动轴。

图2中：

17是永久磁铁；181是第一组线圈，182是第二组线圈；

11是机壳；12是左端盖；13是右端盖；14、15是线性轴承；16是直动轴。

图3中：

27是永久磁铁；281是第一组线圈，282是第二组线圈，283是第三组线圈，284是第四组线圈；

21是机壳；22是左端盖；23是右端盖；24、25是线性轴承；26是直动轴。

图4中：

7是永久磁铁；81是第一组线圈，82是第二组线圈；

D1、D2是整流二极管；

M1是线圈81通电时产生的电磁场的极分面，M2是线圈82通电时产生的电磁场的极分面，My是永久磁铁7的永磁场的极分面。

图5中：

37是永久磁铁；381是第一组线圈，382是第二组线圈；

30定位杆；34、35是滑动轴；31是直动部件；32、33线性滑动轴承。

图6中：

481是第一组线圈，482是第二组线圈，483是第三组线圈；

47是永久磁铁；46是隔磁部件；40定位杆；44、45是滑动轴；41是直动部件；42、43线性滑动轴承；

下面结合附图及具体的实施方式来进一步说明本分案申请。

具体实施方式

图1是本分案申请提出的一种线性电机，其定子由两组相同的线圈81、82轴向左右排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与电机轴线垂直，两组线圈81、82的始端引线连接在电源控制模块的同一个负极上(图中未示出)，终端引线分别连接在电源控制模块的两个控制正极上(图中未示出)，两组线圈81、82固定在机壳1的圆筒内侧，动子由1个永久磁铁7组成，永久磁铁7轴向充磁，永久磁铁7固定在直动轴6上，直动轴6由非铁磁性材料制成，直动轴的两端固定在两个线性轴承4、5的轴承内套上，两个线性轴承4、5的轴承外套分别固定在左端盖2和右端盖3上；永久磁铁7设置在两组线圈81、82的筒形空腔内，两组线圈81、82和永久磁铁7设置在同一轴线上，二者之间有缝隙。

1个永久磁铁7的轴向长度等于线圈间距，线性电机行程等于线圈间距，线圈间距为第1组线圈81的中央横截面到第2组线圈82的中央横截面的距离。

图1示例的线性电机的驱动和控制方法：两组线圈使用直流电，电源控制模块向线圈81和线圈82轮流输入直流电，两组线圈轮流产生电·内磁场的方向，与永·外磁场的方向相反，磁力线耦合形成磁回路，产生吸引力。使动子在两组线圈内往复运动。

图2是本分案申请提出的又一种线性电机的实施例一，其定子由三组相同的空心线圈181、182、183轴向依次排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与轴线垂直，三组线圈并联，三组线圈的始端引线连接在电源控制模块的同一个负极上(图中未示出)，终端引线分别连接在电源控制模块的三个控制电极上(图中未示出)，线圈组件18固定在机壳11的圆筒内侧，机壳11由非铁磁性材料制成；动子由1个永久磁铁17组成，永久磁铁17轴向充磁，永久磁铁固定在直动轴16上，直动轴16由非铁磁性材料制成，直动轴16的两端固定在两个线性轴承14、15的轴承内套上，两个线性轴承14、15的轴承外套分别固定在左端盖12和右端盖13上；永久磁铁设置在三组线圈的筒形空腔内，二者同轴并有缝隙。

永久磁铁17的轴向长度等于线圈间距的2倍。线性电机行程等于线圈间距，线圈间距为第一组线圈181的中央横截面到第二组线圈182的中央横截面的距离。

该线性电机的驱动和控制方法：线圈使用直流电，电源控制模块向线圈181和线圈182同时输入直流电，永久磁铁17受电磁场的吸引向左运动，向线圈182和线圈183同时输入直流电，永久磁铁17受电磁场的吸引向右运动。

如将图2示例中的线性电机的永久磁铁的轴向长度改为线圈间距，其电机就变成了步进电机，有两步行程，一步行程等于线圈间距，总行程等于线圈间距的2倍。

图3是本分案申请提出的又一种线性电机的实施例二，其定子由四组相同的空心线圈281、282、283、284轴向依次排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与轴线垂直，四组线圈的始端引线连接在电源控制模块的同一个负极上(图中未示出)，终端引线分别连接在电源控制模块的四个控制正极上(图中未示出)，四组线圈固定在机壳21的圆筒内侧，机壳21由非铁磁性材料制成；动子由1个永久磁铁27组成，永久磁铁27轴向充磁，永久磁铁27固定在直动轴26上，直动轴26由非铁磁性材料制成，直动轴26的两端固定在两个线性轴承24、25的轴承内套上，两个线性轴承24、25的轴承外套分别固定在左端盖22和右端盖23上；永久磁铁设置在四组线圈的筒形空腔内，二者同轴并有缝隙。

永久磁铁27的轴向长度等于线圈间距的3倍。线性电机行程等于线圈间距，线圈间距为第一组线圈281的中央横截面到第二组线圈282的中央横截面的距离。

该线性电机的驱动和控制方法：线圈使用直流电，电源控制模块同时向3组线圈供电：向线圈281、线圈282和线圈283同时输入直流电，永久磁铁27受电磁场的吸引向左运动；向线圈282、线圈283和线圈284同时输入直流电，永久磁铁27受电磁场的吸引向右运动。

如将图3示例中的线性电机的永久磁铁的轴向长度改为线圈间距，其电机就变成了步进电机，电源控制模块每次向1组线圈供电，有3步行程，一步行程为线圈间距，总行程为线圈间距的3倍。

图4是本分案申请提出的一种线性电机的又一实施例的电路及工作原理图，将图1所示的线性电机中的电源控制模块用两只整流二极管替换。该线性电机使用220伏50～60赫兹交流电源，其整流二极管D1的正极与第一组线圈81的始端引线连接，整流二极管D1的负极与交流电源的火线连接；整流二极管D2的负极与第二组线圈82的终端引线连接，整流二极管D2的正极与交流电源的火线连接，第一组线圈81的终端引线和第二组线圈82的始端引线与交流电源的零线连接。

二极管的半波整流起到了开关的作用。当交流电为正半周时，二极管D2关闭，二极管D1导通，第一组线圈81通电产生电·内磁场方向与永·外磁场方向相反，永久磁铁被吸入第一组线圈81的空腔内，第一组线圈81通电产生的电磁场的极分面M1与永磁场的极分面My重合时运动停止；当交流电为负半周时，二极管D1关闭，二极管D2导通，第二组线圈82通电产生电·内磁场方向与永·外磁场方向相反，永久磁铁又被吸回到第二组线圈82的空腔内，第二组线圈82通电产生的电磁场的极分面M2与永磁场的极分面My重合时运动停止。线性电机在交流电的一个周期内便完成一次往复运动。

图5是本分案申请提供的又一种线性电机的一实施例，包括定子和动子，其定子由1个永久磁铁37组成，永久磁铁37固定在定位杆30上，定位杆30由非铁磁性材料制成；动子由两组相同的空心线圈381、382轴向左右排列而成，中央形成筒状空腔，两组线圈的始端引线通过可移动电源线电连接于电源控制模块(图中未示出)的同一个负极上，终端引线分别与电源控制模块(图中未示出)的两个控制正极连接，两组线圈38固定在直动部件31上，直动部件31由非铁磁性材料制成，直动部件31上有两个滑动轴承32、33，可在两个滑动轴34、35上左右滑行，两个滑动轴34、35与电机轴线平行；两组线圈381、382设置在永久磁铁37的周围，二者同轴并有缝隙。

该线性电机使用直流电，电源控制模块轮流向第一组线圈(381)和第二组线圈(382)输入直流电，使第一组线圈(381)和第二组线圈(382)轮流产生与永久磁铁37相吸引的电磁场，使两组线圈在永久磁铁37外周做直线往复运动。

图6是本分案申请提出的又一种线性电机的一实施例，其定子由n个隔磁部件和n-1个永久磁铁轴向相间排列而成，即1个隔磁部件46、1个永久磁铁47、1个隔磁部件46、……、1个永久磁铁47、1个隔磁部件46，n为自然数，永久磁铁47沿轴向充磁，所有永久磁铁的磁场方向相同，隔磁部件46的轴向长度为永久磁铁47轴向长度的2倍，隔磁部件46和永久磁铁47固定在定位杆40的周围，定位杆40和隔磁部件46均由非铁磁性材料制成；动子由三组相同的空心线圈481、482、483轴向依次排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与轴线垂直，三组线圈的始端连接在控制计算机的电路板的同一个负极上，终端分别连接在控制计算机的电路板的三个控制正极上，三组线圈固定在直动部件41上，直动部件41由非铁磁性材料制成，直动部件41上有两个滑动轴承42、43，可在两个滑动轴44、45上左右滑行，两个滑动轴44、45与电机轴线平行；三组线圈设置在定子的周围，二者同轴并有缝隙。

该线性电机的驱动和控制方法：所述线圈组件使用直流电，是利用通电线圈产生的电·内磁场的方向，与永·外磁场的方向相反，磁力线耦合形成磁回路产生吸引力，将永久磁铁从通电线圈的左侧(或右侧)吸入其空腔内，当电磁场的极分面和永磁场的极分面重合时，磁回路最短，吸引力最大，二者吸牢，形成止点。控制计算机循环依次接通第一组线圈481、第二组线圈482、第三组线圈483时，动子向左运动；控制计算机循环依次接通第三组线圈483、第二组线圈482、第一组线圈481时，动子向右运动。

Claims (8)

1.一种线性电机，包括定子、动子和电源控制模块，其特征是：定子由两组相同的空心线圈轴向左右排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与电机轴线垂直，线圈使用直流电，两组线圈并联，两组线圈的始端连接在电源控制模块的同一个负极上，终端分别连接在电源控制模块的两个控制正极上，两组线圈固定在机壳上，机壳由非铁磁性材料制成；动子由1个永久磁铁组成，永久磁铁轴向充磁，永久磁铁固定在直动轴或直动部件上，直动轴或直动部件由非铁磁性材料制成；永久磁铁设置在两组线圈的筒形空腔内，永久磁铁和两组线圈设置在同一轴线上，二者之间有缝隙；1个永久磁铁的轴向长度等于线圈间距，线性电机行程等于线圈间距。

2.权力要求1提供的线性电机的驱动和控制方法：利用通电线圈产生的电·内磁场的方向，与永·外磁场的方向相反，磁力线耦合形成磁回路，产生吸引力，将永久磁铁从通电线圈的左侧或右侧吸入其空腔内，当电磁场的极分面和永磁场的极分面重合时，磁回路最短，吸引力最大，二者吸牢，形成止点；接通左侧的第1组线圈，动子向左运动，接通右侧第2组线圈，动子向右运动。

3.一种线性电机，将权力要求1提供的线性电机的定子增加线圈的数量，其特征是：定子由多组相同的空心线圈轴向依次排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与电机轴线垂直，线圈使用直流电，多组线圈并联，多组线圈的始端连接在电源控制模块的同一个负极上，终端分别连接在电源控制模块的多个控制正极上，多组线圈固定在机壳上，机壳由非铁磁性材料制成；动子由1个永久磁铁组成，永久磁铁轴向充磁，永久磁铁固定在直动轴或直动部件上，直动轴或直动部件由非铁磁性材料制成；动永久磁铁设置在多组线圈的筒形空腔内，永久磁铁和多组线圈设置在同一轴线上，二者之间有缝隙。

4.权力要求3提供的线性电机的驱动和控制方法：利用通电线圈产生的电·内磁场的方向，与永·外磁场的方向相反，磁力线耦合形成磁回路，产生吸引力，将永久磁铁从通电线圈的左侧或右侧吸入其空腔内，当电磁场的极分面和永磁场的极分面重合时，磁回路最短，吸引力最大，二者吸牢，形成止点；接通动子左侧的1组或多组线圈，动子向左运动，接通动子右侧的1组或多组线圈，动子向右运动。

5.一种线性电机，将权力要求1提供的线性电机的永久磁铁做定子、线圈做动子，其特征是：定子由1个永久磁铁组成，永久磁铁轴向充磁，永久磁铁固定在定位杆上，定位杆由非铁磁性材料制成；动子由两组相同的空心线圈轴向左右排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与电机轴线垂直，线圈使用直流电，两组线圈并联，两组线圈的始端连接在电源控制模块的同一个负极上，两组线圈的终端分别连接在电源控制模块的两个控制正极上，两组线圈固定在直动部件上，直动部件由非铁磁性材料制成，直动部件上有滑动轴承，可在滑动轴上左右滑行，滑动轴与电机轴线平行；两组线圈设置在永久磁铁的周围，两组线圈和永久磁铁设置在同一轴线上，二者之间有缝隙；1个永久磁铁的轴向长度等于线圈间距，线性电机行程等于线圈间距。

6.权力要求5提供的线性电机的驱动和控制方法：利用通电线圈产生的电·内磁场的方向，与永·外磁场的方向相反，磁力线耦合形成磁回路，产生吸引力，将永久磁铁从通电线圈的左侧或右侧吸入其空腔内，当电磁场的极分面和永磁场的极分面重合时，磁回路最短，吸引力最大，二者吸牢，形成止点；接通左侧线圈，动子向右运动，接通右侧线圈，动子向左运动。

7.一种线性电机，包括定子、动子和控制计算机，其特征是：定子由永磁组件构成，永磁组件由n个隔磁部件和n-1个永久磁铁组成，二者轴向相间排列，n为自然数，永久磁铁沿轴向充磁，所有永久磁铁的磁场方向相同，1个隔磁部件的轴向长度为1个永久磁铁轴向长度的2倍，永磁组件固定在定位杆上，定位杆和隔磁部件均由非铁磁性材料制成；动子由三组相同的空心线圈轴向依次排列而成，中央形成筒形空腔，线圈平面与电机轴线垂直，线圈使用直流电，三组线圈并联，三组线圈的始端连接在控制计算机的同一个负极上，终端分别连接在控制计算机的三个控制正极上，三组线圈固定在直动部件上，直动部件由非铁磁性材料制成；三组线圈设置在永磁组件的周围，三组线圈和永磁组件设置在同一轴线上，二者之间有缝隙；该线性电机是步进电机，1个永久磁铁的轴向长度等于线圈间距。

8.权力要求7提供的线性电机的驱动方式和控制方法，驱动方式：利用通电线圈产生的电·内磁场的方向，与永·外磁场的方向相反，磁力线耦合形成磁回路产生吸引力，将永久磁铁从通电线圈的左侧或右侧吸入其空腔内，当电磁场的极分面和永磁场的极分面重合时，磁回路最短，吸引力最大，二者吸牢，形成止点；控制方法：从左至右循环依次接通三组线圈，动子向左运动；从右至左循环依次接通三组线圈，动子向右运动。

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