[發明專利]一種動鐵式平面電機線圈陣列功率驅動分配方法

有效

• 申請號: 200910241259.4
• 申請日: 2009-11-27
• 公開（公告）號: CN101707472A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 朱煜;胡金春;張鳴;廖凱;楊開明;尹文生;徐登峰;汪勁松;段廣洪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02P31/00
• 分類號: H02P31/00;H02N15/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

1.一種動鐵式平面電機線圈陣列功率驅動分配方法，其特征在于所述方法包括：

1)將動鐵式平面電機正方形定子線圈陣列分成n×n個劃分區域，每個劃分區域再分為工 作狀態區域和過渡狀態區域，所述的工作狀態區域內包含工作線圈，所述的過渡狀態區域內 包含過渡線圈，其中所述過渡狀態區域位于每個劃分區域的外側，動子磁鋼陣列尺寸小于定 子線圈陣列；

2)根據步驟1)中每個劃分區域中的線圈數量，確定功率驅動器的總數量與一個劃分區域 內的工作線圈和過渡線圈總數量一致，所有功率驅動器組成驅動器陣列；

3)設置開關設備，將所述驅動器陣列通過開關設備與定子線圈陣列連接，并保證每個驅 動器與每個劃分區域內對應位置的線圈通過開關設備連接，且同一時刻一個驅動器只能與一 個對應線圈連通；

4)利用位移傳感器，測量當前時刻動子的位置(X，Y)；

5)根據所述的動子位置(X，Y)以及步驟1)所劃分區域，確定當前時刻工作狀態區域內工 作線圈的位置及過渡狀態區域內過渡線圈的位置，并給工作線圈通上工作電流，給過渡線圈 通上零電流；

6)在動子從當前位置運動到下個位置過程中，斷開退出過渡狀態區域的線圈與所對應驅 動器的連接，連通進入過渡狀態區域的線圈與所對應驅動器的連接，從過渡狀態區域進入工 作狀態區域的線圈從零電流切換至工作電流，從工作狀態區域進入到過渡狀態區域的線圈電 流切換至零；

7)動子在不斷的運動過程中，依次重復步驟5)～6)，從而實現動鐵式平面電機線圈陣 列功率驅動的分配；

所述的工作狀態區域大小的確定方法為：在保證動子磁鋼陣列下方覆蓋線圈與磁鋼陣列 電磁作用不會產生邊緣效應的前提下，取所覆蓋線圈外圍最大尺寸；過渡狀態區域內框與所 述工作狀態區域大小一致，并在過渡狀態區域內框邊緣擴展過渡狀態區域寬度L，形成過渡 狀態區域外框，通過過渡狀態區域內外框的限定確定過渡狀態區域；

所述的過渡狀態區域寬度L按照如下公式計算：設V_max為所述動子運動的最大速度，T為 定子線圈陣列通過開關設備接通或斷開驅動器的最大轉換時間，則滿足：L≥V_max*T。

2.根據權利要求1所述的一種動鐵式平面電機線圈陣列功率驅動分配方法，其特征在于， 步驟1)中所述n的確定方法如下：

設S為定子線圈陣列的邊長，a為過渡狀態區域外框的邊長；

計算S除以a，結果若剛好為整數m1，則n＝m₁，即定子線圈陣列剛好分成n×n個劃分 區域，結果若不是整數值，則向上取整到m₂，則n＝m₂+1，即定子線圈陣列分成n×n個劃 分區域，其中，前m₂×m₂個劃分區域為完整劃分區域，最后一行和最后一列劃分區域為不完 整劃分區域。

3.根據權利要求1所述的一種動鐵式平面電機線圈陣列功率驅動分配方法，其特征在于， 步驟1)中所述過渡狀態區域內的過渡線圈數量由所述過渡狀態區域寬度及單個線圈尺寸大小 確定，每個劃分區域的大小至少等于動子磁鋼陣列所覆蓋區域的大小。