直线电机及其控制方法技术

本发明专利技术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。根据本发明专利技术的直线电机，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。

【技术实现步骤摘要】
直线电机及其控制方法
本专利技术属于电机
，具体涉及一种直线电机及其控制方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
因此，本专利技术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，本专利技术提供一种直线电机，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。根据本专利技术的另一方面，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；当接收到定子组件的触发信号后，控制推力装置反向推动定子组件。本专利技术提供的直线电机，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。由于定子组件本身也能够相对于基座运动，因此可以利用定子组件能够运动的特点达到以较短行程实现较长运动距离的目的，可极大地缩短定子组件的长度尺寸，提高定子组件长度方向的利用率，降低定子组件上永磁体的用量，减少直线电机动圈式材料成本。附图说明图1为本专利技术实施例的直线电机的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例的直线电机的结构示意图；图3为图2的A-A向剖视结构示意图；图4本专利技术实施例的直线电机的控制方法流程图。附图标记表示为：1、基座；2、定子组件；3、动子组件；4、定子导轨；5、定子磁钢；6、定子铁芯；7、动子滑轨；8、推力装置。具体实施方式结合参见图1至图3所示，根据本专利技术的实施例，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。优选地，动子组件3对应定子组件2设置，并且能够滑动地设置在基座1上。由于定子组件2本身也能够相对于基座1运动，因此可以利用定子组件2能够运动的特点达到以较短行程实现较长运动距离的目的，可在保证动子组件3运动长度不变的情况下极大地缩短定子组件的长度尺寸，提高定子组件长度方向的利用率，降低定子组件上永磁体的用量，减少直线电机材料成本。基座1上设置有定子导轨4，定子组件2能够滑动地设置在定子导轨4上。该定子导轨4设置在定子组件2的底部，能够对定子组件2形成底部支撑，使得定子组件2相对于基座1悬空，减少定子组件2与基座1之间的接触面积，降低定子组件2的滑动摩擦。在本实施例中，定子组件2包括定子磁钢5和设置在定子磁钢5的两个相对侧的定子铁芯6，定子铁芯6能够滑动地设置在定子导轨4上。其中定子铁芯6为T字形结构，定子导轨4为两个，分别支撑的T字形结构的两侧，在T字形结构的中部设置有凹槽，用于放置定子磁钢5，其中定子磁钢5与定子铁芯6的顶部高度一致。将定子铁芯6设计为T字形，能够减少定子组件2的材料用量，合理利用定子铁芯6的结构进行定子磁钢5的设置，减少定子组件2的整体体积，并能够有效保证定子铁芯6的结构强度。基座1上设置有动子滑轨7，动子组件3能够滑动地设置在动子滑轨7上。在本实施例中，动子滑轨7的两端固定在基座1上，且动子滑轨7穿设在动子组件3上，在对动子组件3起到导向作用的同时，对动子组件3起到支撑作用，使得动子组件3悬浮于定子组件2上，避免动子组件3与定子组件2之间发生接触，并能够有效保证动子组件3与定子组件2之间的气隙，保证动子组件3的运动性能。优选地，动子滑轨7的高度可以调节，从而能够合理调节动子组件3与定子组件2之间的气隙，提高动子组件3与定子组件2配合的磁性能。优选地，动子滑轨7为两个，两个动子滑轨7平行设置，且位于同一高度上。动子滑轨7可以为圆杆，也可以为方杆，或者是其它的杆状结构。基座1上还设置有推力装置8，推力装置8用于为定子组件2提供推力作用，以使定子组件2与动子组件3同向运动。该推力装置8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，也可以为其它能够为定子组件2提供推力作用，使得定子组件2沿着动子组件3的运动方向运动的机构或装置。推力装置8还包括触发单元，触发单元设置在定子组件2的运动路径上，并在定子组件2触发触发单元后控制推力装置8工作。该触发单元为行程开关或者微动开关等。该触发单元与推力装置8的控制单元连接，能够将触发信号输送给控制单元，从而使得控制单元发出相应的控制信号，控制推力装置8推动定子组件2相对于基座1运动。基座1沿定子组件2滑动方向的两端均设置有触发单元，可以在定子组件2运动至基座1两端的预设位置处，均有推力装置8为定子组件2提供推力作用，保证定子组件2能够沿着基座1运动足够距离，通过定子组件2的运动缩短定子组件2上永磁体的用量，降低定子组件2的成本。给直线电机通电后，定子组件2和动子组件3因为电磁感应产生相互作用的推力，动子组件3沿着动子滑轨7朝指定方向水平移动，而定子组件2由于受到动子组件3的相反方向作用力而沿着与动子组件3相反方向运动，当定子组件2运动到预设位置时，会挤压触碰推力装置8，推力装置8触发并反向推动定子组件2，使定子组件2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直线电机，其特征在于，包括基座(1)、定子组件(2)和动子组件(3)，所述定子组件(2)能够滑动地设置在所述基座(1)上。

【技术特征摘要】
1.一种直线电机，其特征在于，包括基座(1)、定子组件(2)和动子组件(3)，所述定子组件(2)能够滑动地设置在所述基座(1)上。2.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述动子组件(3)对应所述定子组件(2)设置，并且能够滑动地设置在所述基座(1)上。3.根据权利要求1所述的直线电机，其特征在于，所述基座(1)上设置有定子导轨(4)，所述定子组件(2)能够滑动地设置在所述定子导轨(4)上。4.根据权利要求3所述的直线电机，其特征在于，所述定子组件(2)包括定子磁钢(5)和设置在所述定子磁钢(5)的两个相对侧的定子铁芯(6)，所述定子铁芯(6)能够滑动地设置在所述定子导轨(4)上。5.根据权利要求2所述的直线电机，其特征在于，所述基座(1)上设置有动子滑轨(7)，所述动子组件(3)能够滑动地设置在所述动子滑轨(7)上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的直线电机，其特征在于，所述基座(1)上还设置有推力装置(8)，所述推力装置(8)用于为所述定子组件(2)提供推力作用，以使所述定子组件(2)与所述动子组件(3)同向运动。7.根据权利要求6所述的直线电机，其特征在于，所述推力装置(8)还包括触发单元，所述触发单元设置在所述定子组件(2)的运动路径上，并在所述定子组件(2)触发所述触发单元后控制所述推力装...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢芳，郜曦，焦雷，刘伟健，肖智勇，张智超，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44