[发明专利]磁悬浮导向直驱运输系统及其控制方法

摘要

一种磁悬浮导向直驱运输系统，它包括至少一组双边型混合励磁直线电机，在每组双边型混合励磁直线电机上均设有用于调整双边定子和动子之间气隙的电磁驱动导向装置，所述的电磁驱动导向装置包括偏量采集电路、绕组电流检测电路、气隙调节单元和驱动控制单元，它根据得到的偏移量和励磁电流值来控制气隙调节单元，以使气隙调节单元满足如下条件通入该组气隙调节单元的直流励磁电流与励磁线圈匝数的乘积即励磁磁势大小相等或近似相等，两励磁电流的方向和线圈的绕向使得一侧励磁磁场及法向力被增强的同时，另一侧被减弱，总电磁推力与不通励磁电流前相同或近似相同。采用本发明所提供的方案，动态平衡调整动子的左右、前后姿态做到无接触运行。

主权项

一种磁悬浮导向直驱运输系统的控制方法，其特征在于，直线电机磁悬浮定位导向控制装置包括至少一组双边型混合励磁直线电机，在每组双边型混合励磁直线电机上均设有用于调整双边定子和动子之间气隙的电磁驱动导向装置，所述的电磁驱动导向装置包括偏量采集电路、绕组电流检测电路、气隙调节单元和驱动控制单元；控制方法包括以下步骤：①、偏量采集电路实时获取每组双边型混合励磁直线电机在X方向上的偏移量并送入驱动控制单元；②、绕组电流检测电路实时获取每组双边型混合励磁直线电机中的励磁电流值并送入驱动控制单元；③、驱动控制单元根据得到的偏移量和励磁电流值来控制气隙调节单元，以使气隙调节单元满足如下条件：气隙调节单元包括X向气隙调节单元和Y向气隙调节单元；通入X向气隙调节单元的直流励磁电流与励磁线圈匝数的乘积即励磁磁势大小相等，两励磁电流的方向和线圈的绕向使得一侧励磁磁场及法向力被增强的同时，另一侧被减弱，总电磁推力与不通励磁电流前相同；X向气隙调节单元采用混合励磁直线电机；Y向气隙调节单元采用永磁与电励磁的混合励磁体时的控制策略及实现步骤如下：i)基于有限元分析提前计算得到动子模块Y向位移对应的Y向电磁力与励磁电流Iy之间的“Y向位移—Iy电流”映射关系，可得到对应单位位移量所对应的励磁电流值C1，C2，C3，C4；ii)通过Y向位移传感器获得动子导向组件的Y向位移，计算Y向气隙平面的四个顶点位置的气隙偏移量：上端左侧偏移量YUL，上端右侧偏移量YUR，下端左侧偏移量YDL和下端右侧偏移量YDR；iii)判别各顶点的极性系数：上端左侧偏移量的极性系数为KUL，上端右侧偏移量的极性系数为KUR，下端前偏移下端左侧偏移量的极性系数为KDR，下端右侧偏移量的极性系数为KDL，规定气隙偏移量在平衡位置时系数为0，超过平衡位置前倾时取值为+1，超过平衡位置后倾时取值为‑1；iv)根据Y向位移的大小，由“Y向位移—Iy电流”映射关系得到Y向各调节单元分别通入电流如下：I1I2I3I4=KULKURKDLKDR[C1YULC2YURC3YDLC4YDR]]]>v)将I1，I2，I3和I4作为电流给定值，分别通过电流控制器控制逆变器中的功率管，实现Y方向四个控制绕组的电流控制，进而实现Y向气隙控制。