[实用新型]一种高响应直线电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机领域，更具体地说，是涉及一种高响应直线电机。

背景技术

直线电机的历史可以追溯到1840年惠斯登制作的并不成功的略现雏形的直线电机，其后的160多年中直线电机经历了探索实验、开发应用和使用商品化三个时期。1971年至目前，直线电机终于进入独立应用的时期，各类直线电机的应用得到了迅速的推广，制成了许多有实用价值的装置和产品，例如直线电机驱动的钢管输送机、运煤机、各种电动门、电动窗等。

直线电机在日常生活中应用很广，动圈式直线电机以其高线性、小滞环和较好的响应特性而受到广泛的关注，但是由于其运动部件惯性大，导致电信号的连续控制特性不够好、线性度差、精度低、单向输出、响应慢，灵敏度低，多用于低频和低精度控制场合。随着自动控制技术和信息技术的高速发展，对各类自动控制系统的定位精度和响应速度提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种高响应直线电机，实现了直线电机的快速、精确回位或定位，提升直线电机的响应速度。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种高响应直线电机，包括左端盖、与左端盖连接的右端盖、设于左端盖与右端盖间且与左端盖连接的中端盖；

所述右端盖内设有若干片呈环形分布的瓦型永磁体，每片瓦型永磁体内设有铁芯，所述铁芯连接右端盖，铁芯与瓦型永磁体间设有载流线圈，载流线圈缠绕在绕线筒上，所述绕线筒的中心设有一端伸出左端盖的输出轴；

所述载流线圈为各自独立的三组绕组线圈或五组绕组线圈，每个绕组线圈分别与一路控制电路连接；

所述控制电路包括电信号电路和触发信号电路；

所述电信号电路用于比较输入给定电流信号与电流传感器反馈信号，并形成控制信号，此信号再经极性鉴别形成励磁信号、消磁信号两种电流信号；

所述触发信号电路用于根据输入的脉冲振荡信号形成四种不同相位波形触发信号，并利用这四路触发信号通过门电路来产生控制分割绕组线圈循环工作的控制信号。

作为优选的，所述右端盖上方安装有接线插座。

作为优选的，所述绕线筒通过定位销、垫片和螺母固定于输出轴，并经由一导向销支撑于铁芯与瓦型永磁体间。

作为优选的，所述中端盖材料采用白铜。

作为优选的，所述电信号电路包括放大器和极性鉴别电路。

作为优选的，所述放大器用于对初始电流的幅值进行调动，放大器的输出电流含有一定频率和幅值的颤振电流，并对阶跃信号自动产生速率可调的斜坡信号。

作为优选的，所述触发信号电路包括D触发器和PWM控制电路。

一种上述高响应直线电机的控制方法，其特征在于，包括：

当启动电机时，控制电路对绕组线圈按控制要求给定电流进行励磁，每个绕组线圈通入同向电流，且根据绕组位置，其电流大小可各异，这样载流线圈的总安匝数将叠加，意味着启动时峰值电磁力大大增加，可产生较大的推力；

当关闭电机时，同样根据绕组位置，部分控制电路控制绕组线圈以通入反向大电流，以增加瞬时反向加速度，从而控制直线电机的快速和精确回位或定位。

进一步而言，所述每组绕组线圈的控制方式是利用D触发器输出的循环工作信号来控制绕组线圈的运行，绕组线圈的控制电流由PWM控制电路驱动，通过PWM控制电路控制输出信号的占空比来调节输出电流。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型所述的高响应直线电机采用各自独立的三组绕组线圈或者五组绕组线圈，每个绕组线圈分别与一路控制电路连接，对各绕组线圈按控制要求给定电流进行励磁，直线电机启动时，每个绕组线圈通入同向电流，且根据绕组位置，其电流大小可各异，这样载流线圈的总安匝数将叠加，使得启动时峰值电磁力大大增加，可产生较大的推力；停止时，控制部分绕组线圈通入反向大电流，以增加瞬时反向加速度，从而实现直线电机的快速和精确回位或定位，有利于提升直线电机的响应速度。

附图说明

图1是本实用新型高响应直线电机的结构剖视图；

图2是本实用新型实施例三组绕组线圈的示意图；

图3是本实用新型实施例五组绕组线圈的示意图；

图4是本实用新型实施例线圈工作方式的示意图；

图5是本实用新型实施例控制电路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型所述的一种高响应直线电机作进一步说明。