[发明专利]直线电机及其控制方法

说明书

本发明提供一种直线电机及其控制方法。该直线电机包括基座(1)、定子组件(2)和动子组件(3)，定子组件(2)能够滑动地设置在基座(1)上。根据本发明的直线电机，能够在保证动子的运动长度的同时缩短定子的长度，降低直线电机成本。

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种直线电机及其控制方法。

背景技术

传统直线运动采用“旋转电机+滚珠丝杠”的结构，利用丝杠结构将旋转电机旋转方向的运动转换为应用所需的直线运动，但是这种传动方式存在着诸多问题。随着相关技术的进步，近些年重新兴起的直线伺服电机(以下简称“直线电机”)有效地解决了“旋转电机+滚珠丝杠”结构的问题：直线电机没有丝杠、所以长度不受丝杠长度的限制，直线电机的绝对精度、重复精度、最大速度和最大加速度更高等等。

直线电机的工作原理可以简单理解成将旋转电机沿电机切向拉成直线，定子部分成为定子，移动的转子部分成为动子。一方面，目前市场上的直线电机产品，都是将定子固定在定子基座等固定位置并沿动子运动方向布置整个长度，滑轨也固定，仅动子在滑轨上沿直线移动。另一方面，出于电机物料成本和生产工艺的考量，目前市场上的直线电机产品多将绕组作为动子、永磁体作为定子的短动子初级、长定子次级的结构。综上两点，定子沿运动方向的长度等于动子的运动长度，并且稀土永磁体的价格高达350元/kg，一些高牌号的永磁体价格甚至更高，而绕组铜线和钢等材料仅为其1/8的价格，所以由永磁体组成的定子物料成本极高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种直线电机及其控制方法，能够在保证动子的运动长度的同时缩短定子的长度，降低直线电机成本。

为了解决上述问题，本发明提供一种直线电机，包括基座、定子组件和动子组件，定子组件能够滑动地设置在基座上。

优选地，动子组件对应定子组件设置，并且能够滑动地设置在基座上。

优选地，基座上设置有定子导轨，定子组件能够滑动地设置在定子导轨上。

优选地，定子组件包括定子磁钢和设置在定子磁钢的两个相对侧的定子铁芯，定子铁芯能够滑动地设置在定子导轨上。

优选地，基座上设置有动子滑轨，动子组件能够滑动地设置在动子滑轨上。

优选地，基座上还设置有推力装置，推力装置用于为定子组件提供推力作用，以使定子组件与动子组件同向运动。

优选地，推力装置还包括触发单元，触发单元设置在定子组件的运动路径上，并在定子组件触发触发单元后控制推力装置工作。

优选地，基座沿定子组件滑动方向的两端均设置有触发单元。

优选地，推力装置包括弹簧、液压装置、气压装置、螺杆驱动装置或电力推动装置。

优选地，动子滑轨为两个，两个动子滑轨平行设置，且位于同一高度上，动子组件通过动子滑轨支撑并悬浮于定子组件上。

根据本发明的另一方面，提供了一种上述的直线电机的控制方法，包括：

S1：给直线电机上电；

S2：给动子组件通电，使动子组件向预设位置运动，控制动子组件和定子组件沿相反方向运动；

S3：检测定子组件的运动位置，当定子组件运动到预设位置时，对定子组件施加反向推力，使定子组件和动子组件同向运动；

S4：当动子组件运动到预设位置后，对动子组件反向通电，控制动子组件和定子组件沿相反方向运动；

S5：重复步骤S3和S4。

优选地，步骤S3包括：

检测定子组件的触发信号；