[发明专利]直线电机

说明书

本发明提供一种直线电机，包括绕组定子、永磁动子和光栅闭环反馈系统，所述绕组定子固定设置在直线电机的壳体内，所述永磁动子可滑动的设置在所述绕组定子的上方，且可沿所述绕组定子的长度方向做直线运动；所述光栅闭环反馈系统包括多个光栅尺读头、光栅尺和信号处理系统，多个所述光栅尺读头沿所述绕组定子的长度方向间隔固定设置，所述光栅尺固定在所述永磁动子上，且所述光栅尺的长度大于相邻两个所述光栅尺读头的间距，所述信号处理系统与所述光栅尺读头通信连接。该发明通过光栅闭环反馈系统将直线电机的位置反馈精度提升到微米级，乃至亚微米级，极大扩大永磁动子直线电机的应用场景。

技术领域

本发明属于电机测量技术领域，特别涉及一种直线电机。

背景技术

永磁动子直线电机是一种重要的直线电机配置形式，目前主要用在磁悬浮列车、电磁弹射等精度要求不高的领域。近年来，永磁动子直线电机在电磁直驱物料传输领域获得了突破性进展，但是因为永磁动子直线电机的动子位置反馈主要采用的是霍尔磁场定位的方法，目前所能达到的精度依然有限，大概在±10微米精度。

因此，有必要提供一种高精度、应用广的直线电机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直线电机，旨在解决现有技术中直线电机精度较低、应用场景受限的技术问题。

本发明提供一种直线电机，包括绕组定子、永磁动子和光栅闭环反馈系统，所述绕组定子固定设置在直线电机的壳体内，所述永磁动子可滑动的设置在所述绕组定子的上方，且可沿所述绕组定子的长度方向做直线运动；所述光栅闭环反馈系统包括多个光栅尺读头、光栅尺和信号处理系统，多个所述光栅尺读头沿所述绕组定子的长度方向间隔固定设置，所述光栅尺固定在所述永磁动子上，且所述光栅尺的长度大于相邻两个所述光栅尺读头的间距，所述信号处理系统与所述光栅尺读头通信连接。

进一步地，所述信号处理系统包括差分接收器和信号处理单元，所述信号处理单元和所述光栅尺读头分别与所述差分接收器通信连接。

进一步地，所述差分接收器的数量与所述光栅尺读头的数量相等，且所述差分接收器与所述光栅尺读头一一对应连接。

进一步地，所述信号处理单元与工业以太网通信连接。

进一步地，所述绕组定子包括多个绕组定子段，多个所述绕组定子段依次排列固定设置在所述壳体内。

进一步地，相邻两个所述光栅尺读头的间距不等于所述光栅尺周期长度的n/2倍，所述n为整数。

进一步地，所述光栅尺通过粘附的方式固定在所述永磁动子上。

进一步地，所述光栅尺为双码道光栅尺。

进一步地，所述壳体内沿所述绕组定子的长度方向设置有滑轨，所述永磁动子可滑动的设置在所述滑轨上。

进一步地，所述壳体内还设置有冷却装置。

本发明提供的直线电机的有益效果在于：

直线电机包括绕组定子、永磁动子和光栅闭环反馈系统，其中光栅闭环反馈系统包括多个光栅尺读头、光栅尺和信号处理系统，光栅尺固定在永磁动子上，光栅尺读头读取光栅尺的数值，信号处理系统高速同步采集多个光栅尺读头信号，经过处理后得到永磁动子的位置。通过光栅闭环反馈系统将直线电机的位置反馈精度提升到微米级，乃至亚微米级，极大扩大永磁动子直线电机的应用场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例中直线电机的结构示意图；