[发明专利]电机动子不等区间变位移控制方式

说明书

技术领域

本发明电机动子不等区间变位移控制方式，属于机电控制研究领域，具体来讲涉及一种能够克服动子绕组换相时电磁推力减小，从而保证电磁合力最大的直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制的技术方案。

背景技术

直驱式开关磁阻平面电机可用于平面焊接机、大规模集成电路的加工与封装、印刷电路板制作、探针监视仪、平面测量仪、机器人驱动等领域。由于直驱式开关磁阻平面电机的定子和动子结构及其布置方式的复杂性，为了实现高精度的定位要求，必须对动子的运动进行精确控制。采用单相动子绕组通电的控制方式，存在动子电磁推力小、波动大、运行不平稳的问题，专利“直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式（ZL201210060243.5）”属于“单相——两相”动子绕组等区间定位移控制方式，单相、两相动子绕组轮流通电，且运行区间位移相等，这种控制方式存在两个问题：第一，单相绕组通电结束后，动子应当运行到三相中某一相的动子齿中心线与定子槽中心线重合位置，此时应该给两相动子绕组通电，这需要精确地控制通电时间，如果单相动子绕组通电时间太短，会出现动子运动不到该位置的情况，此时给两相动子绕组通电，其中一相动子绕组就会产生与动子运动方向相反的反向电磁推力，造成电磁合力减小，甚至合力为零，使动子无法运动。第二，即使单相动子绕组通电结束时，动子运行到三相中某一相的动子齿中心线与定子槽中心线重合位置，此时给两相动子绕组通电，动子齿中心线与定子槽中心线重合的这一相产生的瞬间电磁推力为零，只有在另一相绕组产生的电磁推力和惯性的作用下，越过这一位置，它们才可以产生与运动方向相一致的电磁推力，若电磁推力或惯性力不足以克服摩擦力，动子则无法继续运动。总之，“单相——两相”动子绕组等区间定位移控制方式与单相动子绕组控制方式相比，虽然增大了电磁推力，但是仍然存在运行不平稳、可靠性差的问题，不能满足直驱式开关磁阻平面电机高速度、高平稳性、高可靠性的要求。

发明内容

本发明电机动子不等区间变位移控制方式，目的在于解决上述现有技术难以解决的问题，公开一种能够实现降低对动子绕组通电时刻高精度的要求，消除反向电磁推力，增大电磁合力，提高动子运行速度，保证运行平稳的一种直驱式开关磁阻平面电机动子位移控制方式的技术方案。

本发明电机动子不等区间变位移控制方式，其特征在于是一种单相动子绕组和两相动子绕组交替轮流通电，运行区间内动子运行距离互不相等，当单相动子绕组通电时，动子7运行四分之一定子极距9，当两相动子绕组同时通电时，动子7运行十二分之一定子极距9，动子7运动周期与定子极距9相等，将每个周期分为六个距离不等的运行区间，由动子7相对于定子8的六个不同位置来确定动子绕组的通电状态，当动子7在x方向运动时，不同运行区间对应的动子绕组通电相序见表1所示。

表1动子7在x方向运动时“单相—两相”变位移控制动子绕组通电顺序

当动子7在x方向向右运动时，动子绕组通电顺序为：

第一步：A相动子齿12与定子齿10对齐为初始位置，X_C相动子绕组1通电，动子7向右运动四分之一定子极距9（见图3）；

第二步：X_C相动子绕组1和X_B相动子绕组2同时通电，动子7向右运动十二分之一定子极距9（见图4）；

第三步：X_B相动子绕组2通电，动子7向右运动四分之一定子极距9（见图5）；

第四步：X_B相动子绕组2和X_A相动子绕组3同时通电，动子7向右运动十二分之一定子极距9（见图6）；

第五步：X_A相动子绕组3通电，动子7向右运动四分之一定子极距9（见图7）；

第六步：X_A相动子绕组3和X_C相动子绕组1同时通电，动子7向右运动十二分之一定子极距9（见图8），以此循环往复；

当动子7在x方向向左运动时，动子绕组通电顺序为：X_B相动子绕组2通电，X_B相动子绕组2和X_C相动子绕组1同时通电，X_C相动子绕组1通电，X_C相动子绕组1和X_A相动子绕组3同时通电，X_A相动子绕组3通电，X_A相动子绕组3和X_B相动子绕组2同时通电，以此循环往复；