一種動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置及方法
【專利摘要】一種動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置及方法，所述切換裝置含有布置在一根轉(zhuǎn)軸上的多相圓盤組，每一相圓盤組包含線圈圓盤和驅(qū)動(dòng)器圓盤，線圈圓盤上布置有線圈電極，驅(qū)動(dòng)器圓盤上布置有驅(qū)動(dòng)器電極，每一相線圈通過導(dǎo)線與該相線圈電極相連，每一相驅(qū)動(dòng)器通過導(dǎo)線與該相驅(qū)動(dòng)器電極相連，線圈圓盤和驅(qū)動(dòng)器圓盤隨著磁鋼陣列的運(yùn)動(dòng)而繞著轉(zhuǎn)軸相對轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)線圈電極與驅(qū)動(dòng)器電極的接觸與分離，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器對線圈陣列中不同相線圈的供電。本發(fā)明降低能耗和電機(jī)發(fā)熱，減少驅(qū)動(dòng)器數(shù)量，能夠?qū)崿F(xiàn)在動(dòng)鐵式直線電機(jī)行程較大，參與切換的線圈數(shù)量較多的場合中線圈的有效切換。
【專利說明】一種動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改變驅(qū)動(dòng)器所供電線圈的切換裝置，尤其涉及采用多個(gè)圓盤結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動(dòng)鐵式直線電機(jī)線圈陣列的線圈切換。
【背景技術(shù)】
[0002]直線電機(jī)中含有線圈陣列和磁鋼陣列，磁鋼陣列形成的磁場和線圈陣列中線圈中的電流之間有洛倫茲力作用，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)部分的不同分為動(dòng)圈式和動(dòng)鐵式。動(dòng)圈式直線電機(jī)以磁鋼陣列作為定子，線圈陣列作為動(dòng)子。動(dòng)鐵式直線電機(jī)以磁鋼陣列作為動(dòng)子，線圈陣列作為定子。由于動(dòng)鐵式直線電機(jī)的動(dòng)子是磁鋼陣列，不需要有線纜連接，不會(huì)對動(dòng)子造成運(yùn)動(dòng)干擾，適用于超精密微動(dòng)臺等高速高精度場合。
[0003]在動(dòng)鐵式直線電機(jī)中，如果所有線圈均通電，不在磁鋼覆蓋下的線圈也要通入電流，浪費(fèi)能源且增大電機(jī)的發(fā)熱。如果每個(gè)線圈分別用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器供電，可以實(shí)現(xiàn)只給磁鋼覆蓋下的線圈供電，但這樣會(huì)使驅(qū)動(dòng)器數(shù)量較多，會(huì)提升成本。所以，需要采用線圈切換方法，使用較少的驅(qū)動(dòng)器，不斷切換驅(qū)動(dòng)器所供電的線圈，保證每時(shí)刻只有磁鋼覆蓋下的線圈和驅(qū)動(dòng)器相連，這樣既降低了發(fā)熱又減少了驅(qū)動(dòng)器數(shù)量。專利200910243477.1提出一種動(dòng)鐵式直線電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法，通過對驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行分配，減少驅(qū)動(dòng)器數(shù)目。該種方案提出了用線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法來減少驅(qū)動(dòng)器數(shù)量，并要求零電流切換，但其未提出具體的切換裝置和方法來實(shí)現(xiàn)線圈的切換。另外，在動(dòng)鐵式直線電機(jī)行程較大，參與切換的線圈數(shù)量較多的場合中，線圈的切換會(huì)更加復(fù)雜。
[0004]目前，多采用電 子開關(guān)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)電流的切換，即設(shè)計(jì)專門的邏輯電路控制各個(gè)線圈的切換，例如矩陣開關(guān)等，這種方法控制較為復(fù)雜，并且存在漏電流和電子切換時(shí)間延遲等問題，影響電機(jī)運(yùn)動(dòng)精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置及方法，降低能耗和電機(jī)發(fā)熱，減少驅(qū)動(dòng)器數(shù)量。實(shí)現(xiàn)在動(dòng)鐵式直線電機(jī)行程較大，參與切換的線圈數(shù)量較多的場合中線圈的有效切換。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置，所述動(dòng)鐵式直線電機(jī)含有由線圈組成的線圈陣列和磁鋼組成的磁鋼陣列，線圈陣列中的線圈分為η相，η為大于等于2的正整數(shù)，每相有m個(gè)線圈，m為大于等于2的正整數(shù)，其特征在于:所述多盤式線圈切換裝置包含布置在同一根轉(zhuǎn)軸上的η個(gè)圓盤組，每個(gè)圓盤組實(shí)現(xiàn)一相線圈的切換，每相圓盤組含有一個(gè)線圈圓盤和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器圓盤；每相線圈圓盤上布置有該相的線圈電極，該相的線圈電極的數(shù)量等于線圈陣列中該相線圈數(shù)量的2倍，相鄰的兩個(gè)線圈電極的中心線的夾角均為
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?=——，相鄰兩個(gè)線圈電極之間保持絕緣；每相驅(qū)動(dòng)器圓盤上布置有該相的驅(qū)動(dòng)器電極，
m該相的驅(qū)動(dòng)器電極的數(shù)量等于該相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量的2倍，兩個(gè)相鄰驅(qū)動(dòng)器電極的中心線的夾角均為α，并且兩者保持絕緣；每相圓盤組中的驅(qū)動(dòng)器圓盤和線圈圓盤軸向的相對位置固定，并隨著磁鋼陣列的運(yùn)動(dòng)繞著轉(zhuǎn)軸相對轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上的驅(qū)動(dòng)器電極和線圈圓盤圓周上的線圈電極相接觸并在圓周方向相對滑動(dòng)；相鄰兩相圓盤組之間軸向安裝距離相同或不同，相鄰兩相圓盤組中的線圈圓盤在圓周方向依次相差一個(gè)角
度I安裝，各相線圈圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相對位置保持不變；相鄰兩相圓盤組中的驅(qū)動(dòng)器圓
盤在圓周方向?qū)R安裝，各相驅(qū)動(dòng)器圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相對位置保持不變；每一相驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器電極通過導(dǎo)線分別與對應(yīng)的該相驅(qū)動(dòng)器的兩端相連，每一相驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量和該相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量相等，每一相線圈圓盤圓周上關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)線圈電極通過導(dǎo)線分別與線圈陣列中對應(yīng)的該相線圈的兩端相連。
[0008]一種動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置，所述動(dòng)鐵式直線電機(jī)含有由線圈組成的線圈陣列和磁鋼組成的磁鋼陣列，線圈陣列中的線圈分為η相，η為大于等于2的正整數(shù)，每相有m個(gè)線圈，m為大于等于2的正整數(shù)，其特征在于:所述多盤式線圈切換裝置包含布置在同一根轉(zhuǎn)軸上的η個(gè)圓盤組，每個(gè)圓盤組實(shí)現(xiàn)一相線圈的切換，每相圓盤組含有一個(gè)線圈圓盤和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器圓盤；每相線圈圓盤上布置有該相的線圈電極，該相的線圈電極的數(shù)量等于線圈陣列中該相線圈數(shù)量的2倍，相鄰的兩個(gè)線圈電極的中心線的夾角均為
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?=——，相鄰兩個(gè)線圈電 極之間保持絕緣；每相驅(qū)動(dòng)器圓盤上布置有該相的驅(qū)動(dòng)器電極，
m
該相的驅(qū)動(dòng)器電極的數(shù)量等于該相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量的2倍，兩個(gè)相鄰驅(qū)動(dòng)器電極的中心線的夾角均為α，并且兩者保持絕緣；每相圓盤組中的驅(qū)動(dòng)器圓盤和線圈圓盤軸向的相對位置固定，并隨著磁鋼陣列的運(yùn)動(dòng)繞著轉(zhuǎn)軸相對轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上的驅(qū)動(dòng)器電極和線圈圓盤圓周上的線圈電極相接觸并在圓周方向相對滑動(dòng)；相鄰兩相圓盤組之間軸向安裝距離相同或不同，相鄰兩相圓盤組中的驅(qū)動(dòng)器圓盤在圓周方向依次相差一個(gè)
角度$安裝，各相驅(qū)動(dòng)器圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相對位置保持不變；相鄰兩相圓盤組中的線圈
圓盤在圓周方向?qū)R安裝，各相線圈圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相對位置保持不變；每一相驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器電極通過導(dǎo)線分別與對應(yīng)的該相驅(qū)動(dòng)器的兩端相連，每一相驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量和該相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量相等，每一相線圈圓盤圓周上關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)線圈電極通過導(dǎo)線分別與線圈陣列中對應(yīng)的該相線圈的兩端相連。
[0009]采用上述裝置的一種動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換方法，其特征在于該方法包括如下步驟:
[0010]I)每一相的驅(qū)動(dòng)器電極和該相的線圈電極分別接觸導(dǎo)通，這些驅(qū)動(dòng)器電極所連接的驅(qū)動(dòng)器分別向這些線圈電極所連接的線圈供電；
[0011]2)在磁鋼陣列運(yùn)動(dòng)L距離的過程中，根據(jù)動(dòng)鐵式直線電機(jī)磁鋼陣列反饋的速度信號V，線圈圓盤和驅(qū)動(dòng)器圓盤以角速度ω = ^相對轉(zhuǎn)動(dòng)$角度，此時(shí)某一相驅(qū)動(dòng)器中的電流正好為零，這一相中的每對驅(qū)動(dòng)器電極分別與原來的線圈電極分離并與相鄰的一對線圈電極接觸，其余相的驅(qū)動(dòng)器電極仍然和原來的線圈電極接觸導(dǎo)通，所對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器仍然向原來的線圈供電，這個(gè)過程即完成了這一相的驅(qū)動(dòng)器所供電的線圈的切換；
[0012]3)重復(fù)步驟I)和2)，依次實(shí)現(xiàn)線圈陣列中不同相中的線圈的切換。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果:
[0014]實(shí)現(xiàn)了動(dòng)鐵式直線電機(jī)的線圈切換，降低能耗和電機(jī)發(fā)熱，減少驅(qū)動(dòng)器數(shù)量。采用機(jī)械式的圓盤結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，簡化了控制，使線圈切換易于實(shí)現(xiàn)，解決了漏電流和電子切換時(shí)間延遲等問題。在電機(jī)行程較大，參與切換的線圈數(shù)量較多的場合中，需要的線圈電極和驅(qū)動(dòng)器電極數(shù)量較多，把不同相的驅(qū)動(dòng)器電極和線圈電極分別布置在不同的驅(qū)動(dòng)器圓盤和線圈圓盤上，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器電極和線圈電極所占的角度就不至于過小，方便制造和裝配。
【專利附圖】

【附圖說明】[0015]圖1是動(dòng)鐵式直線電機(jī)示意圖
[0016]圖2是本發(fā)明提供的動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置實(shí)施例示意圖
[0017]圖3是實(shí)施例中切換裝置的安裝位置示意圖
[0018]圖4是實(shí)施例中線圈切換過程示意圖
[0019]圖中:1_驅(qū)動(dòng)器圓盤，2_驅(qū)動(dòng)器電極,3_線圈圓盤,4_線圈電極,5_轉(zhuǎn)軸,6_驅(qū)動(dòng)器，7-線圈，8-磁鋼陣列，9-線圈陣列，10-導(dǎo)線，11-圓盤組。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0021]圖1是動(dòng)鐵式直線電機(jī)示意圖，包含磁鋼陣列8和線圈陣列9。其中線圈陣列9作為電機(jī)的定子，磁鋼陣列8作為電機(jī)的動(dòng)子。線圈陣列中的線圈7分為η相，每相有m個(gè)線圈，本實(shí)施例中取η = 3，m = 6，即動(dòng)鐵式直線電機(jī)的線圈陣列為3相，分別編號為A，B，C，每相有6個(gè)線圈，線圈陣列9中的線圈依次編號為Al，BI, Cl, A2, B2, C2, A3, B3, C3, A4, B4, C4，A5, B5, C5, A6, B6, C6，相同的字母代表同一相。根據(jù)動(dòng)鐵式直線電機(jī)線圈陣列中通入電流的規(guī)律，每個(gè)線圈中電流的幅值相同，相鄰的同相線圈中電角度初始相位相同，相位相差一





^60°
個(gè)周期360°。相鄰的不同相線圈中的初始相位從0°開始，依次增加——。則圖中Al和





η



^60° 160°
Α2之間的電角度為360°，Al和BI之間的電角度為——= ^ = 120°，所以相鄰的兩個(gè)線圈

η 3
之間的電角度均為120°。圖中每一相同時(shí)有3個(gè)線圈被磁鋼陣列8覆蓋，則總共有9個(gè)線圈被磁鋼陣列8覆蓋。初始狀態(tài)下磁鋼陣列8覆蓋著線圈Al，BI, Cl, Α2, Β2, C2, A3, Β3, C3。磁鋼陣列8向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁鋼陣列8右端接觸到線圈Α4時(shí)，磁鋼陣列最左邊還未與線圈Al分離,此時(shí)A相中通電的線圈由Al，Α2，A3切換為Α2，Α3，Α4。磁鋼陣列8繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，下一時(shí)刻將依次進(jìn)行B，C相線圈的切換。
[0022]圖2是本發(fā)明提供的動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置實(shí)施例示意圖，圖中所示為適用于圖1中動(dòng)鐵式直線電機(jī)的切換裝置。動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置包含布置在同一根轉(zhuǎn)軸5上的η個(gè)圓盤組11，每個(gè)圓盤組實(shí)現(xiàn)一相線圈的切換，每相圓盤組含有一個(gè)線圈圓盤3和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器圓盤1，線圈圓盤上布置有該相的線圈電極4,該相的線圈電極的數(shù)量等于線圈陣列中該相線圈數(shù)量的2倍。驅(qū)動(dòng)器圓盤上布置有該相的驅(qū)動(dòng)器電極2，該相的驅(qū)動(dòng)器電極的數(shù)量等于該相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量的2倍。本實(shí)施例中包含布置在同一根轉(zhuǎn)軸5上的三相圓盤組A，B, C，圓盤組A，B，C分別實(shí)現(xiàn)A，B，C相線圈的切換。圖中主要畫出圓盤組A的布置，圓盤組B，C布置類似，在圖中簡略畫出。A相圓盤組含有A相線圈圓盤3和A相驅(qū)動(dòng)器圓盤1，線圈圓盤上3布置有A相線圈電極4，線圈電極的數(shù)量是線圈陣列中A相線圈數(shù)量的2倍，因?yàn)槊肯嘤?個(gè)線圈，所以A相線圈電極為6對，分別編號為Al, A2, A3, A4, A5, A6,關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)線圈電極編號相同。A相驅(qū)動(dòng)器圓盤I上布置有A相的驅(qū)動(dòng)器電極，A相的驅(qū)動(dòng)器電極的數(shù)量是A相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量的2倍，所以A相驅(qū)動(dòng)器電極有3對，分別編號為al，a2, a3，關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器電極編號相同。每相圓盤組中的驅(qū)動(dòng)器圓盤和線圈圓盤軸向的相對位置固定，并隨著磁鋼陣列的運(yùn)動(dòng)繞著轉(zhuǎn)軸相對轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上的驅(qū)動(dòng)器電極和線圈圓盤圓周上的線圈電極相接觸并在圓周方向相對滑動(dòng)，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)軸隨著磁鋼陣列的運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器圓盤隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈圓盤不隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，或者是線圈圓盤隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器圓盤不隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)線圈圓盤和驅(qū)動(dòng)器圓盤的相對轉(zhuǎn)動(dòng)。每一相驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器電極通過導(dǎo)線10分別與對應(yīng)該相驅(qū)動(dòng)器6的兩端相連，每一相驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量和該相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量相等，每一相線圈圓盤圓周上關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)線圈電極通過導(dǎo)線分別與線圈陣列中對應(yīng)該相線圈7的兩端相連。本實(shí)施例中，線圈陣列中線圈Al，A2，A3，A4，A5，A6的兩端分別通過導(dǎo)線10連接在A相線圈圓盤上關(guān)于圓心相對稱的線圈電極Al，A2，A3，A4，A5，A6上，圖中只畫出了 Al，A2，A3。A相的驅(qū)動(dòng)器al, a2, a3的兩端分別與A相的驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上的驅(qū)動(dòng)器電極al, a2, a3相連。相同的字母，大寫表示對應(yīng)相連的線圈7和線圈電極4，小寫代表對應(yīng)相連的驅(qū)動(dòng)器6和驅(qū)動(dòng)器電極2。
[0023]當(dāng)驅(qū)動(dòng)器圓盤相對線圈圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,驅(qū)動(dòng)器電極al, a2, a3分別與線圈電極Al，A2, A3分離而和線圈電極A2, A3, A4接觸，即驅(qū)動(dòng)器al, a2, a3分別停止給原來的線圈Al, A2, A3供電而給線圈A2, A3, A4供電，并且此時(shí)A相驅(qū)動(dòng)器al, a2, a3中電流均為零，這個(gè)過程即完成了 A相的驅(qū)動(dòng)器所供電的線圈的切換，而此時(shí)B，C相的驅(qū)動(dòng)器仍然向原來的線圈供電而不參與切換。在磁鋼陣列8運(yùn)動(dòng)過程中，驅(qū)動(dòng)器圓盤I和線圈圓盤3隨著磁鋼陣列8運(yùn)動(dòng)而相對轉(zhuǎn)動(dòng)，依次實(shí)現(xiàn)線圈陣列9中B，C相線圈的切換。
[0024]圖3是實(shí)施例中切換裝置的安裝位置示意圖。線圈電極4在線圈圓盤3上是均




I OAO
布的，相鄰兩個(gè)線圈電極4中心線的夾角為《 =—，并且兩者保持絕緣。驅(qū)動(dòng)器圓盤上兩


m
個(gè)相鄰驅(qū)動(dòng)器電極2中 心線的夾角也均為α，并且兩者保持絕緣，則驅(qū)動(dòng)器電極2的角度Y要稍小于a。為了實(shí)現(xiàn)每一相單獨(dú)切換，相鄰兩個(gè)圓盤組11之間的安裝原則是:相鄰兩個(gè)圓盤組11之間軸向距離相同或不相同，相鄰兩相圓盤組中的驅(qū)動(dòng)器圓盤在圓周方向?qū)R安裝，各相驅(qū)動(dòng)器圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相對位置保持不變；相鄰兩相圓盤組中的線圈圓盤在圓周方向依次相差一個(gè)角度β安裝，各相線圈圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相對位置保持不變，可以實(shí)現(xiàn)每一次只切換一相而其余相仍處于原狀態(tài)的要求。安裝角度β確定方法為:Α1、Α2線圈連接的兩對線圈電極中心線的夾角為α，Α1、Α2線圈中電流電角度差為360° ,Al、BI兩線圈中電流的電角度之差為
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置，所述動(dòng)鐵式直線電機(jī)含有由線圈(7)組成的線圈陣列(9)和磁鋼組成的磁鋼陣列(8)，線圈陣列中的線圈分為η相，η為大于等于2的正整數(shù)，每相有m個(gè)線圈，m為大于等于2的正整數(shù)，其特征在于:所述多盤式線圈切換裝置包含布置在同一根轉(zhuǎn)軸(5)上的η個(gè)圓盤組(11)，每個(gè)圓盤組實(shí)現(xiàn)一相線圈的切換，每相圓盤組含有一個(gè)線圈圓盤(3)和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器圓盤(I);每相線圈圓盤上布置有該相的線圈電極(4)，該相的線圈電極的數(shù)量等于線圈陣列中該相線圈數(shù)量的2倍，相鄰的兩個(gè)線


I ΟΠΟ圈電極的中心線的夾角均為相鄰兩個(gè)線圈電極之間保持絕緣；每相驅(qū)動(dòng)器圓盤上

m布置有該相的驅(qū)動(dòng)器電極(2)，該相的驅(qū)動(dòng)器電極的數(shù)量等于該相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量的2倍，兩個(gè)相鄰驅(qū)動(dòng)器電極的中心線的夾角均為α，并且兩者保持絕緣；每相圓盤組中的驅(qū)動(dòng)器圓盤和線圈圓盤軸向的相對位置固定，并隨著磁鋼陣列的運(yùn)動(dòng)繞著轉(zhuǎn)軸相對轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上的驅(qū)動(dòng)器電極和線圈圓盤圓周上的線圈電極相接觸并在圓周方向相對滑動(dòng)；相鄰兩相圓盤組之間軸向安裝距離相同或不同，相鄰兩相圓盤組中的線圈圓盤在圓周方向依次相差一個(gè)角度-安裝，各相線圈圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相對位置保持不變；相鄰兩相圓盤組中的驅(qū)動(dòng)器圓盤在圓周方向?qū)R安裝，各相驅(qū)動(dòng)器圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相對位置保持不變；每一相驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器電極通過導(dǎo)線(10)分別與對應(yīng)的該相驅(qū)動(dòng)器(6)的兩端相連，每一相驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量和該相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量相 等，每一相線圈圓盤圓周上關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)線圈電極通過導(dǎo)線分別與線圈陣列中對應(yīng)的該相線圈(7)的兩端相連。
2.一種動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換裝置，所述動(dòng)鐵式直線電機(jī)含有由線圈(7)組成的線圈陣列(9)和磁鋼組成的磁鋼陣列(8)，線圈陣列中的線圈分為η相，η為大于等于2的正整數(shù)，每相有m個(gè)線圈，m為大于等于2的正整數(shù)，其特征在于:所述多盤式線圈切換裝置包含布置在同一根轉(zhuǎn)軸(5)上的η個(gè)圓盤組(11)，每個(gè)圓盤組實(shí)現(xiàn)一相線圈的切換，每相圓盤組含有一個(gè)線圈圓盤(3)和一個(gè)驅(qū)動(dòng)器圓盤(I);每相線圈圓盤上布置有該相的線圈電極(4)，該相的線圈電極的數(shù)量等于線圈陣列中該相線圈數(shù)量的2倍，相鄰的兩個(gè)線


I RO0圈電極的中心線的夾角均為《=——，相鄰兩個(gè)線圈電極之間保持絕緣；每相驅(qū)動(dòng)器圓盤上

m布置有該相的驅(qū)動(dòng)器電極(2)，該相的驅(qū)動(dòng)器電極的數(shù)量等于該相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量的2倍，兩個(gè)相鄰驅(qū)動(dòng)器電極的中心線的夾角均為α，并且兩者保持絕緣；每相圓盤組中的驅(qū)動(dòng)器圓盤和線圈圓盤軸向的相對位置固定，并隨著磁鋼陣列的運(yùn)動(dòng)繞著轉(zhuǎn)軸相對轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上的驅(qū)動(dòng)器電極和線圈圓盤圓周上的線圈電極相接觸并在圓周方向相對滑動(dòng)；相鄰兩相圓盤組之間軸向安裝距離相同或不同，相鄰兩相圓盤組中的驅(qū)動(dòng)器圓盤在圓周方向依次相差一個(gè)角度I安裝，各相驅(qū)動(dòng)器圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相對位置保持不變；相鄰兩相圓盤組中的線圈圓盤在圓周方向?qū)R安裝，各相線圈圓盤在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中相對位置保持不變；每一相驅(qū)動(dòng)器圓盤圓周上關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器電極通過導(dǎo)線(10)分別與對應(yīng)的該相驅(qū)動(dòng)器(6)的兩端相連，每一相驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量和該相同時(shí)被磁鋼陣列覆蓋的線圈數(shù)量相等，每一相線圈圓盤圓周上關(guān)于圓心相對稱的兩個(gè)線圈電極通過導(dǎo)線分別與線圈陣列中對應(yīng)的該相線圈(7)的兩端相連。
3.采用如權(quán)利要求1或2所述裝置的一種動(dòng)鐵式直線電機(jī)多盤式線圈切換方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 1)每一相的驅(qū)動(dòng)器電極和該相的線圈電極分別接觸導(dǎo)通，這些驅(qū)動(dòng)器電極所連接的驅(qū)動(dòng)器分別向這些線圈電極所連接的線圈供電； 2)在磁鋼陣列運(yùn)動(dòng)L距離的過程中，根據(jù)動(dòng)鐵式直線電機(jī)磁鋼陣列反饋的速度信號V，線圈圓盤和驅(qū)動(dòng)器圓盤以角速度《 = 3相對轉(zhuǎn)動(dòng)I角度，此時(shí)某一相驅(qū)動(dòng)器中的電流正好為零，這一相中的每對驅(qū)動(dòng)器電極分別與原來的線圈電極分離并與相鄰的一對線圈電極接觸，其余相的驅(qū)動(dòng)器電極仍然和原來的線圈電極接觸導(dǎo)通，所對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器仍然向原來的線圈供電，這個(gè)過程即完成了這一相的驅(qū)動(dòng)器所供電的線圈的切換； 3)重復(fù)步驟1)和2)，依次實(shí)現(xiàn)線圈陣列中不同相中的線圈的切換。
【文檔編號】H02K41/03GK103956880SQ201410222778
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】張鳴, 朱煜, 陳安林, 支凡, 楊開明, 成榮, 劉召, 蔡田, 張利, 秦慧超, 趙彥坡, 胡清平, 田麗, 葉偉楠, 張金, 尹文生, 穆海華 申請人:清華大學(xué), 北京華卓精科科技有限公司