当速度控制开关磁阻直线电机及其应用

速度控制开关磁阻直线电机及其应用

1 引言 应厂家要求，进行了速度控制开关磁阻直线电机的开发。在服装机械中 ，直刀式裁剪机的需求较大，其结构是，一旋转电机通过一套曲轴连杆机构带动一刀片作直 线往复运动。该结构主要存在零件加工精度高、偏心机构振动噪声大等缺点。因此，开发适 合此类机械的直线电机，具有很大的市场前景。 2 设计原理与方案 该电机定子、振子导磁材料均采用硅钢片(这是厂家的愿望)。其组成原理［1，2］如图1所示。C1，C2为硅钢片叠成的磁轭，其上绕有激磁线圈L1，L2，振子R与 磁轭的单边间隙为δ.当L1，L2任一线圈通电激磁时，磁场对振子R产生的电磁吸力，大小［3］为： 式中，Uδ为气隙磁位降,Gδ为民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325⑵001气隙磁导.当开关K1,K2交替闭合时，L1，L2 交替通电激磁，产生方向交变的电磁力，使振子R上下往复运动。 3 开关控制方案 开本次交易完成后关K1、K2的开合由触发信号Q1、Q但是目前使用的非晶硅半导体已遇到性能的瓶颈2通过驱动电路G1、G2来控制［2］。问题是Q1、Q2如何换向，才能使效率最高。 在以前用于高精度的直线振荡电机中［2］，Q1、Q2由自激振荡器来产生，其恒定的振荡频率很 难与系统固有机械频率一致，因系统机械频率还跟不确定的负载有关，当二者频率不一致时，效率往往难以提高。若Q1、Q2的换向由振子位置决定［4］，当振子运动到上下至 点时，Q1、Q2换向，但负载不同，上下至点位置也不同。 本人认为，最佳方案一是，Q1、Q2的换向由振子速度来控制，且换向后Q1、Q2的相位关系由 换向前的速度方向决定。这样既可使机械、电气频率一致，又能使Q1、Q2的相位与机械相位 一致，二是，换向点应选在振子速度近零点而不是零点，这样可提高振子振动频率。为实现 上述要求，在振子的非轴伸端固定一永磁体，在附近定子上固定一测速线圈，当振子运动时 ，线圈中就能感应出与速度成正比的电压信号。此电压信号通过控制电路来产生触发信号Q1 、Q2，达到速控换向的效果。本人设计的控制电路主要由4个运放、3个与非门等元件构成， 为防止电机启动时发生相位自锁，启动时，Q1、