專利名稱：一種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列與驅(qū)動(dòng)器連接方式，特別涉及一種驅(qū)動(dòng)
器分配方法。
背景技術(shù)：
隨著先進(jìn)制造業(yè)的技術(shù)發(fā)展，光刻機(jī)等一些精密控制設(shè)備需要在一個(gè)近似平面的 空間范圍內(nèi)進(jìn)行精密運(yùn)動(dòng)控制，而此類高精度運(yùn)動(dòng)由超精密平面電機(jī)實(shí)現(xiàn)。平面電機(jī)具有 二維直接驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)以下運(yùn)動(dòng)在水平自由度X、Y方向?qū)崿F(xiàn)大行程運(yùn)動(dòng)，用于實(shí)現(xiàn) 晶圓的快速步進(jìn)和精密掃描；在垂直自由度Z方向?qū)崿F(xiàn)微小運(yùn)動(dòng)；繞三個(gè)坐標(biāo)軸X、 Y、 Z的 微小轉(zhuǎn)動(dòng)，用于實(shí)現(xiàn)調(diào)平調(diào)焦。因此，它在二維平面定位加工裝置特別是現(xiàn)代半導(dǎo)體微細(xì)加 工裝備和其它超精密加工設(shè)備中具有廣闊的應(yīng)用前景。 傳統(tǒng)的接觸式支承平面電機(jī)由于定子平臺(tái)與動(dòng)子之間通過機(jī)械軸承聯(lián)接，因此 運(yùn)動(dòng)過程中存在機(jī)械摩擦，機(jī)械摩擦不僅增加動(dòng)子的摩擦阻力，使運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生磨損，產(chǎn) 生機(jī)械振動(dòng)和噪聲，使系統(tǒng)的階次變高、魯棒性和伺服性能下降，而且限制了平臺(tái)的運(yùn)動(dòng) 精度。而現(xiàn)今使用較多的是氣浮、磁浮支承方式平面電機(jī)，如專利200410026370. 9、專利 200910131508. 4和專利200910029981. 1所描述。 磁懸浮式平面電機(jī)從結(jié)構(gòu)上有兩種不同的形式動(dòng)圈式和動(dòng)鐵式。對(duì)動(dòng)圈式平面 電機(jī)而言，由于需要給運(yùn)動(dòng)中的線圈提供電源及裝備冷卻系統(tǒng)，即需要有電纜與動(dòng)子銜接， 這給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及電機(jī)的工作帶來很大的不便，同時(shí)也會(huì)增加線纜對(duì)動(dòng)子的運(yùn)動(dòng)干擾。動(dòng)鐵 式平面電機(jī)不會(huì)存在這樣的問題，而且當(dāng)需要的行程較大時(shí)，只要增加額外的線圈即可，但 此結(jié)構(gòu)存在的缺點(diǎn)是隨著線圈數(shù)量的增多，所需求的驅(qū)動(dòng)器增多，這是一筆昂貴的支出。 因此， 一種既能減少驅(qū)動(dòng)器數(shù)量，又能保證電機(jī)大行程運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)分配方法亟待提出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法，在采用 指定數(shù)量驅(qū)動(dòng)器的情況下，實(shí)現(xiàn)動(dòng)鐵式平面電機(jī)的大行程矢量運(yùn)動(dòng)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 —種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法，其特征在于所述方法包括
1)將動(dòng)鐵式平面電機(jī)正方形定子線圈陣列分成nXn個(gè)劃分區(qū)域，每個(gè)劃分區(qū)域 再分為工作狀態(tài)區(qū)域和過渡狀態(tài)區(qū)域，所述的工作狀態(tài)區(qū)域內(nèi)包含工作線圈，所述的過渡 狀態(tài)區(qū)域內(nèi)包含過渡線圈，其中所述過渡狀態(tài)區(qū)域位于每個(gè)劃分區(qū)域的外側(cè)，動(dòng)子磁鋼陣 列尺寸小于定子線圈陣列； 2)根據(jù)步驟1)中每個(gè)劃分區(qū)域中的線圈數(shù)量，確定功率驅(qū)動(dòng)器的總數(shù)量與一個(gè) 劃分區(qū)域內(nèi)的工作線圈和過渡線圈總數(shù)量一致，所有功率驅(qū)動(dòng)器組成驅(qū)動(dòng)器陣列；
3)設(shè)置開關(guān)設(shè)備，將所述驅(qū)動(dòng)器陣列通過開關(guān)設(shè)備與定子線圈陣列連接，并保證 每個(gè)驅(qū)動(dòng)器與每個(gè)劃分區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)位置的線圈通過開關(guān)設(shè)備連接，且同一時(shí)刻一個(gè)驅(qū)動(dòng)器
3只能與一個(gè)對(duì)應(yīng)線圈連通； 4)利用位移傳感器，測量當(dāng)前時(shí)刻動(dòng)子的位置(X， Y); 5)根據(jù)所述的動(dòng)子位置(X， Y)以及步驟1)所劃分區(qū)域，確定當(dāng)前時(shí)刻工作狀態(tài) 區(qū)域內(nèi)工作線圈的位置及過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)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(dòng)子從當(dāng)前位置運(yùn)動(dòng)到下個(gè)位置過程中，斷開退出過渡狀態(tài)區(qū)域的線圈與所 對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的連接，連通進(jìn)入過渡狀態(tài)區(qū)域的線圈與所對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的連接，從過渡狀態(tài)區(qū) 域進(jìn)入工作狀態(tài)區(qū)域的線圈從零電流切換至工作電流，從工作狀態(tài)區(qū)域進(jìn)入到過渡狀態(tài)區(qū) 域的線圈電流切換至零； 7)動(dòng)子在不斷的運(yùn)動(dòng)過程中，依次重復(fù)步驟5) 6)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)鐵式平面電機(jī)線 圈陣列功率驅(qū)動(dòng)的分配。 上述技術(shù)方案中，其特征在于，所述的過渡狀態(tài)區(qū)域?qū)挾劝凑杖缦鹿接?jì)算 設(shè)L為正方形過渡狀態(tài)區(qū)域?qū)挾龋琕max為所述動(dòng)子運(yùn)動(dòng)的最大速度，T為定子線圈
陣列通過開關(guān)設(shè)備接通或斷開驅(qū)動(dòng)器的最大轉(zhuǎn)換時(shí)間，則滿足L > VMX*T。
本發(fā)明所述的工作狀態(tài)區(qū)域大小的確定方法為在保證動(dòng)子磁鋼陣列下方覆蓋線
圈與磁鋼陣列電磁作用不會(huì)產(chǎn)生邊緣效應(yīng)的前提下，取所覆蓋線圈外圍最大尺寸。過渡狀
態(tài)區(qū)域內(nèi)框與所述工作狀態(tài)區(qū)域大小一致，并在過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)框邊緣擴(kuò)展所述過渡狀態(tài)
區(qū)域?qū)挾萀，形成過渡狀態(tài)區(qū)域外框，通過過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)外框的限定確定過渡狀態(tài)區(qū)域。 本發(fā)明步驟1)中所述n的確定方法如下 設(shè)S為定子線圈陣列的邊長，a為過渡狀態(tài)區(qū)域外框的邊長； 計(jì)算S除以a，結(jié)果若剛好為整數(shù)mi，則n = mi，即定子線圈陣列剛好分成nXn個(gè) 劃分區(qū)域，結(jié)果若不是整數(shù)值，則向上取整到m2，則n = m2+l，即定子線圈陣列分成nXn個(gè) 劃分區(qū)域，其中，前i^Xr^個(gè)劃分區(qū)域?yàn)橥暾麆澐謪^(qū)域，最后一行和最后一列劃分區(qū)域?yàn)椴?完整劃分區(qū)域。 本發(fā)明的技術(shù)特征還在于步驟1)中所述過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)的過渡線圈數(shù)量由所 述過渡狀態(tài)區(qū)域?qū)挾燃皢蝹€(gè)線圈尺寸大小確定，每個(gè)劃分區(qū)域的大小至少等于動(dòng)子磁鋼陣 列所覆蓋區(qū)域的大小。 本發(fā)明具有以下有點(diǎn)及突出性效果由于采用了以上的技術(shù)方案，即在所述定子 線圈陣列包括的線圈數(shù)量較大的情況下，通過不同驅(qū)動(dòng)分配狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使位于磁鋼陣列 下方或附近的線圈處于實(shí)際通電工作狀態(tài)，減少驅(qū)動(dòng)線圈的功率驅(qū)動(dòng)器數(shù)量，保障要求通 電線圈的正常工作，節(jié)約成本，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)平面電機(jī)的大行程運(yùn)動(dòng)。


圖1是本發(fā)明采用的動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配裝置的整體結(jié)構(gòu)示 意圖。 圖2是本發(fā)明動(dòng)子磁鋼陣列從下往上的平面示意圖。 圖3a、3b是本發(fā)明定子線圈陣列不同劃分區(qū)域平面示意圖。 圖4a、4b是本發(fā)明工作過程中驅(qū)動(dòng)分配狀態(tài)的轉(zhuǎn)換圖。 其中，l-動(dòng)子；2-動(dòng)子磁鋼陣列；3-工作狀態(tài)區(qū)域；4_過渡狀態(tài)區(qū)域；5_定子；
46-定子線圈陣列；7-驅(qū)動(dòng)器陣列；8-開關(guān)設(shè)備；9-線路電纜；10-不完整劃分區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。 圖1為本發(fā)明采用的動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配裝置的整體結(jié)構(gòu)示 意圖，包括動(dòng)鐵式平面電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器陣列7、開關(guān)設(shè)備8及過渡狀態(tài)區(qū)域4，所述動(dòng)鐵式平面 電機(jī)包括定子5和與之相配合的動(dòng)子1，定子5包括由若干個(gè)線圈組成的定子線圈陣列6， 動(dòng)子下表面設(shè)置有動(dòng)子磁鋼陣列2，所述的開關(guān)設(shè)備8通過電纜9分別與驅(qū)動(dòng)器陣列7的定 子線圈陣列6連接，開關(guān)設(shè)備可以進(jìn)行軟切換、硬切換，并可在連續(xù)或不連續(xù)的狀態(tài)下都能 夠正常工作。 本發(fā)明提供的一種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法，該方法包括以下 步驟 1)將動(dòng)鐵式平面電機(jī)正方形定子線圈陣列6分成nXn個(gè)劃分區(qū)域，每個(gè)劃分區(qū)域 再分為工作狀態(tài)區(qū)域3和過渡狀態(tài)區(qū)域4，所述的工作狀態(tài)區(qū)域內(nèi)包含工作線圈，所述的過 渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)包含過渡線圈，其中所述過渡狀態(tài)區(qū)域位于每個(gè)劃分區(qū)域的外側(cè)，動(dòng)子磁鋼 陣列2尺寸小于定子線圈陣列6 ; 2)根據(jù)步驟1)中每個(gè)劃分區(qū)域中的線圈數(shù)量，確定功率驅(qū)動(dòng)器的總數(shù)量與一個(gè) 劃分區(qū)域內(nèi)的工作線圈和過渡線圈總數(shù)量一致，所有功率驅(qū)動(dòng)器組成驅(qū)動(dòng)器陣列7 ;
3)設(shè)置開關(guān)設(shè)備8，將所述驅(qū)動(dòng)器陣列7通過開關(guān)設(shè)備8與定子線圈陣列6連接， 并保證每個(gè)驅(qū)動(dòng)器與每個(gè)劃分區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)位置的線圈通過開關(guān)設(shè)備連接，且同一時(shí)刻一個(gè) 驅(qū)動(dòng)器只能與一個(gè)對(duì)應(yīng)線圈連通； 4)利用位移傳感器，測量當(dāng)前時(shí)刻動(dòng)子1的位置(X， Y); 5)根據(jù)所述的動(dòng)子位置(X， Y)以及步驟1)所劃分區(qū)域，確定當(dāng)前時(shí)刻工作狀態(tài) 區(qū)域內(nèi)工作線圈的位置及過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)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(dòng)子從當(dāng)前位置運(yùn)動(dòng)到下個(gè)位置過程中，斷開退出過渡狀態(tài)區(qū)域的線圈與所 對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的連接，連通進(jìn)入過渡狀態(tài)區(qū)域的線圈與所對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的連接，從過渡狀態(tài)區(qū) 域進(jìn)入工作狀態(tài)區(qū)域的線圈從零電流切換至工作電流，從工作狀態(tài)區(qū)域進(jìn)入到過渡狀態(tài)區(qū) 域的線圈電流切換至零； 7)動(dòng)子在不斷的運(yùn)動(dòng)過程中，依次重復(fù)上述步驟5) 6)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)鐵式平面電 機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)的分配。 參考圖l，所述的過渡狀態(tài)區(qū)域?qū)挾劝凑杖缦鹿接?jì)算 設(shè)L為正方形過渡狀態(tài)區(qū)域4寬度，Vmax為所述動(dòng)子1運(yùn)動(dòng)的最大速度，T為定子 線圈陣列6通過開關(guān)設(shè)備8接通或斷開驅(qū)動(dòng)器的最大轉(zhuǎn)換時(shí)間，則滿足L > VMX*T。
所述的工作狀態(tài)區(qū)域3大小的確定方法為在保證動(dòng)子磁鋼陣列2下方覆蓋線圈 與磁鋼陣列電磁作用不會(huì)產(chǎn)生邊緣效應(yīng)的前提下，取所覆蓋線圈外圍最大尺寸。過渡狀態(tài) 區(qū)域內(nèi)框與所述工作狀態(tài)區(qū)域3大小一致，并在過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)框邊緣擴(kuò)展所述過渡狀態(tài) 區(qū)域4寬度L，形成過渡狀態(tài)區(qū)域外框，通過過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)外框的限定確定過渡狀態(tài)區(qū)域 4。
所述n的確定方法如下 設(shè)S為定子線圈陣列6的邊長，a為過渡狀態(tài)區(qū)域外框的邊長； 計(jì)算S除以a，結(jié)果若剛好為整數(shù)mi，則n = 即定子線圈陣列6剛好分成nXn
個(gè)劃分區(qū)域，結(jié)果若不是整數(shù)值，則向上取整到!V則n二m2+l，即定子線圈陣列6分成nXn
個(gè)劃分區(qū)域，其中，前m2Xm2個(gè)劃分區(qū)域?yàn)橥暾麆澐謪^(qū)域，最后一行和最后一列劃分區(qū)域?yàn)?br> 不完整劃分區(qū)域10。 所述過渡狀態(tài)區(qū)域4內(nèi)的過渡線圈數(shù)量由所述過渡狀態(tài)區(qū)域4寬度及單個(gè)線圈尺 寸大小確定，每個(gè)劃分區(qū)域的大小至少等于動(dòng)子磁鋼陣列2所覆蓋區(qū)域的大小。
實(shí)施例 參考圖1、4，以動(dòng)子1沿X軸方向運(yùn)動(dòng)為例，演示動(dòng)子1在運(yùn)動(dòng)過程中驅(qū)動(dòng)分配狀 態(tài)的轉(zhuǎn)換過程，以便進(jìn)一步理解本發(fā)明。 所述動(dòng)子1運(yùn)動(dòng)的最大速度V^ = lm/s，所述定子線圈陣列6通過開關(guān)設(shè)備8 接通或斷開驅(qū)動(dòng)器的最大轉(zhuǎn)換時(shí)間T = 0. lms，根據(jù)正方形過渡狀態(tài)區(qū)域4寬度計(jì)算公式 L > V隨氺T，取L = 30mm。 在保證動(dòng)子磁鋼陣列2下方覆蓋線圈與磁鋼陣列電磁作用不會(huì)產(chǎn)生邊緣效應(yīng)的 前提下，取所覆蓋線圈外圍最大尺寸為工作狀態(tài)區(qū)域3，即工作狀態(tài)區(qū)域3邊長為60mm。過 渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)框與所述工作狀態(tài)區(qū)域大小一致，在過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)框邊緣擴(kuò)展所述過渡狀 態(tài)區(qū)域4寬度L，形成過渡狀態(tài)區(qū)域外框，則過渡狀態(tài)區(qū)域外框的邊長a = 120mm，通過過渡 狀態(tài)區(qū)域內(nèi)外框的限定確定過渡狀態(tài)區(qū)域4。 定子線圈陣列6的邊長S = 360mm，所述過渡狀態(tài)區(qū)域外框的邊長a = 120mm，計(jì) 算S除以a，結(jié)果為m!二3。 1)根據(jù)上述計(jì)算，取n = mi = 3，將動(dòng)鐵式平面電機(jī)正方形定子線圈陣列6分成 3 X 3個(gè)劃分區(qū)域，每個(gè)劃分區(qū)域再分為工作狀態(tài)區(qū)域3和過渡狀態(tài)區(qū)域4，所述的工作狀態(tài) 區(qū)域3內(nèi)包含工作線圈4個(gè)，所述的過渡狀態(tài)區(qū)域4內(nèi)包含過渡線圈12個(gè)，即每個(gè)劃分區(qū) 域包含16個(gè)線圈，其中所述過渡狀態(tài)區(qū)域4位于每個(gè)劃分區(qū)域的外側(cè)，動(dòng)子磁鋼陣列2尺 寸小于定子線圈陣列6; 2)根據(jù)步驟1)中每個(gè)劃分區(qū)域中的線圈數(shù)量，確定功率驅(qū)動(dòng)器的總數(shù)量與一個(gè) 劃分區(qū)域內(nèi)的工作線圈和過渡線圈總數(shù)量一致，即為16個(gè)，所有功率驅(qū)動(dòng)器組成驅(qū)動(dòng)器陣 列7; 3)設(shè)置開關(guān)設(shè)備8，將所述驅(qū)動(dòng)器陣列7通過開關(guān)設(shè)備8與定子5線圈陣列6連 接，并保證每個(gè)驅(qū)動(dòng)器與每個(gè)劃分區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)位置的線圈通過開關(guān)設(shè)備8連接，且同一時(shí) 刻一個(gè)驅(qū)動(dòng)器只能與一個(gè)對(duì)應(yīng)線圈連通； 4)參考圖4a、4b，利用位移傳感器，測量當(dāng)前時(shí)刻動(dòng)子1的位置(X， Y); 5)根據(jù)所述的動(dòng)子位置(X， Y)以及步驟1)所劃分區(qū)域，確定當(dāng)前時(shí)刻工作狀態(tài)
區(qū)域3內(nèi)工作線圈的位置及過渡狀態(tài)區(qū)域4內(nèi)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(dòng)子l從當(dāng)前位置運(yùn)動(dòng)到下個(gè)位置過程中，斷開退出過渡狀態(tài)區(qū)域4的四 個(gè)線圈與所對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的連接，連通進(jìn)入過渡狀態(tài)區(qū)域4的四個(gè)線圈與所對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的連 接，從過渡狀態(tài)區(qū)域4進(jìn)入工作狀態(tài)區(qū)域3的兩個(gè)線圈從零電流切換至工作電流，從工作狀態(tài)區(qū)域3進(jìn)入到過渡狀態(tài)區(qū)域4的兩個(gè)線圈電流切換至零； 7)動(dòng)子1在不斷的運(yùn)動(dòng)過程中，依次重復(fù)步驟5) 6)，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)鐵式平面電 機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)的分配。 在上述步驟中，處于過渡狀態(tài)區(qū)域4的線圈電流大小都為零，目的是保證開關(guān)轉(zhuǎn) 換過程平緩過渡，避免電流不連續(xù)帶來的沖擊。 通過上述步驟，在所述定子線圈陣列6包括的線圈數(shù)量較大的情況下，減少驅(qū)動(dòng) 線圈的功率驅(qū)動(dòng)器數(shù)量，保障要求通電線圈的正常工作，節(jié)約成本，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)平 面電機(jī)的大行程運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
一種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法，其特征在于所述方法包括1)將動(dòng)鐵式平面電機(jī)正方形定子線圈陣列分成n×n個(gè)劃分區(qū)域，每個(gè)劃分區(qū)域再分為工作狀態(tài)區(qū)域和過渡狀態(tài)區(qū)域，所述的工作狀態(tài)區(qū)域內(nèi)包含工作線圈，所述的過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)包含過渡線圈，其中所述過渡狀態(tài)區(qū)域位于每個(gè)劃分區(qū)域的外側(cè)，動(dòng)子磁鋼陣列尺寸小于定子線圈陣列；2)根據(jù)步驟1)中每個(gè)劃分區(qū)域中的線圈數(shù)量，確定功率驅(qū)動(dòng)器的總數(shù)量與一個(gè)劃分區(qū)域內(nèi)的工作線圈和過渡線圈總數(shù)量一致，所有功率驅(qū)動(dòng)器組成驅(qū)動(dòng)器陣列；3)設(shè)置開關(guān)設(shè)備，將所述驅(qū)動(dòng)器陣列通過開關(guān)設(shè)備與定子線圈陣列連接，并保證每個(gè)驅(qū)動(dòng)器與每個(gè)劃分區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)位置的線圈通過開關(guān)設(shè)備連接，且同一時(shí)刻一個(gè)驅(qū)動(dòng)器只能與一個(gè)對(duì)應(yīng)線圈連通；4)利用位移傳感器，測量當(dāng)前時(shí)刻動(dòng)子的位置(X，Y)；5)根據(jù)所述的動(dòng)子位置(X，Y)以及步驟1)所劃分區(qū)域，確定當(dāng)前時(shí)刻工作狀態(tài)區(qū)域內(nèi)工作線圈的位置及過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)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(dòng)子從當(dāng)前位置運(yùn)動(dòng)到下個(gè)位置過程中，斷開退出過渡狀態(tài)區(qū)域的線圈與所對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的連接，連通進(jìn)入過渡狀態(tài)區(qū)域的線圈與所對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)器的連接，從過渡狀態(tài)區(qū)域進(jìn)入工作狀態(tài)區(qū)域的線圈從零電流切換至工作電流，從工作狀態(tài)區(qū)域進(jìn)入到過渡狀態(tài)區(qū)域的線圈電流切換至零；7)動(dòng)子在不斷的運(yùn)動(dòng)過程中，依次重復(fù)步驟5)～6)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)的分配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法，其特征在 于，所述的過渡狀態(tài)區(qū)域?qū)挾劝凑杖缦鹿接?jì)算設(shè)L為正方形過渡狀態(tài)區(qū)域?qū)挾龋琕max為所述動(dòng)子運(yùn)動(dòng)的最大速度，T為定子線圈陣列 通過開關(guān)設(shè)備接通或斷開驅(qū)動(dòng)器的最大轉(zhuǎn)換時(shí)間，則滿足L > VMX*T。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法，其特 征在于，所述的工作狀態(tài)區(qū)域大小的確定方法為在保證動(dòng)子磁鋼陣列下方覆蓋線圈與磁 鋼陣列電磁作用不會(huì)產(chǎn)生邊緣效應(yīng)的前提下，取所覆蓋線圈外圍最大尺寸。過渡狀態(tài)區(qū)域 內(nèi)框與所述工作狀態(tài)區(qū)域大小一致，并在過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)框邊緣擴(kuò)展所述過渡狀態(tài)區(qū)域?qū)?度L，形成過渡狀態(tài)區(qū)域外框，通過過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)外框的限定確定過渡狀態(tài)區(qū)域。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法，其特征在 于，步驟1)中所述n的確定方法如下設(shè)S為定子線圈陣列的邊長，a為過渡狀態(tài)區(qū)域外框的邊長；計(jì)算S除以a，結(jié)果若剛好為整數(shù)mi，則n = mi，即定子線圈陣列剛好分成nXn個(gè)劃分 區(qū)域，結(jié)果若不是整數(shù)值，則向上取整到m2，則n = m2+l，即定子線圈陣列分成nXn個(gè)劃分 區(qū)域，其中，前n^Xr^個(gè)劃分區(qū)域?yàn)橥暾麆澐謪^(qū)域，最后一行和最后一列劃分區(qū)域?yàn)椴煌暾?劃分區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法，其特征在 于，步驟1)中所述過渡狀態(tài)區(qū)域內(nèi)的過渡線圈數(shù)量由所述過渡狀態(tài)區(qū)域?qū)挾燃皢蝹€(gè)線圈 尺寸大小確定，每個(gè)劃分區(qū)域的大小至少等于動(dòng)子磁鋼陣列所覆蓋區(qū)域的大小。
全文摘要
一種動(dòng)鐵式平面電機(jī)線圈陣列功率驅(qū)動(dòng)分配方法，該方法是將動(dòng)鐵式平面電機(jī)正方形定子線圈陣列分成n×n個(gè)劃分區(qū)域，每個(gè)劃分區(qū)域再分為工作狀態(tài)區(qū)域和過渡狀態(tài)區(qū)域，根據(jù)每個(gè)劃分區(qū)域中的線圈數(shù)量，確定功率驅(qū)動(dòng)器的總數(shù)量，組成驅(qū)動(dòng)器陣列；將驅(qū)動(dòng)器陣列通過開關(guān)設(shè)備與定子線圈陣列連接，并保證每個(gè)驅(qū)動(dòng)器與每個(gè)劃分區(qū)域內(nèi)對(duì)應(yīng)位置的線圈通過開關(guān)設(shè)備連接。本發(fā)明根據(jù)動(dòng)子磁鋼陣列所在位置，確定線圈陣列的作用范圍，利用過渡狀態(tài)區(qū)域的限定，控制線圈通斷及電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)子的大行程平面矢量運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明可解決定子線圈數(shù)量多，引起的驅(qū)動(dòng)器數(shù)量過多而帶來結(jié)構(gòu)復(fù)雜及驅(qū)動(dòng)器設(shè)備總費(fèi)用過于昂貴問題。
文檔編號(hào)H02P31/00GK101707472SQ200910241259
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者尹文生, 廖凱, 張鳴, 徐登峰, 朱煜, 楊開明, 段廣洪, 汪勁松, 胡金春 申請(qǐng)人:清華大學(xué)