[實用新型]一種永磁同步直線電機驅動器

無效

• 申請號: 200920120061.6
• 申請日: 2009-05-14
• 公開（公告）號: CN201467069U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 陳琛;楊炯;張杰;徐佳琳
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02P21/14
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

技術領域

本實用新型涉及一種永磁同步直線電機驅動器。

背景技術

直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能，而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。在許多工業領域中，被控對象的運動路徑往往是直線形式。但遺憾的是，過去由于直線運動驅動器沒有得到充分的發展，長期以來不得不借助于旋轉電機的旋轉運動，加上機械變換環節而獲得最終的直線運動，或者單向位移或者雙向往復位移。顯然，這種獲得直線運動的方式具有“間接”的性質。如果驅動器能給被控對象提供直線運動形式的推力，以獲得單向或者雙向的有限可控位移，那么兩者在運動形式上就直接匹配一致了。

永磁同步直線電機能直接產生直線推力，行程長、推力大、響應快，是構成直接驅動直線伺服單元的首選電機類型。不斷在許多領域得到了應用。例如垂直升降輸送系統，高速地面運輸系統，往復式空氣壓縮機等等。但由于其直接驅動的特點，由端部效應、齒槽效應、紋波效應產生的推力波動，由初次級吸引力及導軌預壓而引入的摩擦力，以及運行時的負載力都會對其控制精度產生較大的影響，為此需精心設計適用于該類直線電機的伺服驅動器。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠精確地控制直線電機運動的推力、速度及位置的永磁同步直線電機驅動器。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：該永磁同步直線電機驅動器，其特征在于：包括有對單相市電進行濾波的第一濾波器；將交流電轉換成直流電的整流器；對直流電進行平滑處理的第二濾波器；把直流電轉換成三相交流電驅動直線電機的逆變器；對直線電機電流進行檢測的電流檢測裝置，執行直線電機精確控制、接收直線電機反饋信號的控制器，其中第一濾波器的輸入端與市電相連，第一濾波器的輸出端與整流器的輸入端相連，整流器的輸出端與第二濾波器的輸入端相連，第二濾波器的輸出端與逆變器的輸入端相連，逆變器的輸出端與直線電機的電源輸入端相連，電流檢測裝置的輸入端與直線電機的電源輸入端相連，電流檢測裝置的輸出端與控制器的第一信號輸入端相連，控制器的第二信號輸入端與直線電機光柵尺的信號輸出端相連；直線電機光柵尺的信號輸入端和直線電機檢測信號輸出端連接，所述控制器接收來自電流檢測裝置的模擬信號和電源電壓信號，并將這兩個信息轉換為對應大小的數字信號，同時接收來自直線電機光柵尺的動子位置的反饋信號，通過對這三個數據進行內部處理，輸出控制信號精確控制直線電機動子的運動位置和推力大小。

具體的，所述控制器包括執行位置精確控制的位置控制器；執行速度精確控制的速度控制器；執行電流精確控制的電流控制器；進行二相dq軸到三相UVW軸變換運算的第一坐標變換單元；從三相電流坐標軸變換到二相dq軸的第二坐標變換單元；用于產生PWM信號的PWM調制單元；從兩相電流I_a和I_b計算出第三相電流I_c的加法器；通過光柵尺信號計算直線電機動子的運動位置的位置電角度計算單元；通過光柵尺信號計算直線電機動子速度的速度計算單元；電壓型逆變器；

其中，直線電機光柵尺的輸出端連接可逆計數器后產生位置負反饋信號與位置控制器的位置信號輸入端相連；直線電機光柵尺的輸出端連接可逆計數器后與速度計算單元的輸入端相連，速度計算單元的輸出端產生速度負反饋信號，與速度控制器的第一輸入端相連，位置控制器的輸出端產生速度信號，與速度控制器的第一輸入端相連；直線電機光柵尺的輸出端連接可逆計數器后與位置電角度計算單元的輸入端相連，位置電角度計算單元的輸出端產生角度信號，與第二坐標變換單元的第一輸入端相連；第二坐標變換單元的第一信號輸出端和第二信號輸出端分別產生Iq、Id電流負反饋信號，分別和速度控制器的第二輸出端產生Iq電流信號和外界給出的Id電流信號匯合，再各自連接到電流控制器的第一電流信號輸入端和第二電流信號輸入端，電流控制器的第一電流信號輸出端和第二電流信號輸出端分別連接到第一坐標變換單元的第一電流輸入端和第二電流信號輸入端，第一坐標變換單元的第一信號輸出端、第二信號輸出端和第三信號輸出端獲得勵磁軸的三個信號即：Sa、Sb、Sc信號，連接到PWM調制單元的三個輸入端，PWM調制單元的三個輸出端與一電壓型逆變器的三個輸入端相連，電壓型逆變器的三個輸出端與直線電機相連，而且電壓型逆變器的二個輸出端分別獲得Ia、Ib電流信號，獲得Ia、Ib電流信號分別連接到加法器的信號輸入端，而加法器的信號輸出端獲得Ic電流信號，最后，電壓型逆變器的二個輸出端的Ia、Ib電流信號和法器的信號輸出端Ic電流信號，連接到第二坐標變換單元的另外三個信號輸入端。