專利名稱：長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，特別是涉及一種用于數(shù)控機(jī)床的無(wú)摩擦、 直接進(jìn)給的長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，屬于數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
數(shù)控機(jī)床進(jìn)給平臺(tái)在加工過(guò)程中的摩擦阻力，特別是在低速時(shí)的非線性摩擦不可 避免地影響進(jìn)給系統(tǒng)的精度，導(dǎo)致進(jìn)給系統(tǒng)產(chǎn)生爬行以及造成反向死區(qū)。摩擦是引起數(shù)控 機(jī)床熱變形的原因之一，是影響加工精度的重要因素。摩擦也是引起磨損、產(chǎn)生噪音的因 素，需要良好的潤(rùn)滑來(lái)提高機(jī)床壽命。因此，減小或消除摩擦已成為制約數(shù)控機(jī)床進(jìn)給平臺(tái) 性能的技術(shù)瓶頸?，F(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)利用永磁直線電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，由于氣隙磁 場(chǎng)難以調(diào)節(jié)，因此需要附加多點(diǎn)支撐的電磁鐵進(jìn)行懸浮，裝置復(fù)雜，特別是缺乏進(jìn)給平臺(tái)直 接自動(dòng)懸浮的能力，在機(jī)床本體設(shè)計(jì)時(shí)不得不考慮懸浮問(wèn)題，限制了磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)的使 用和推廣，影響磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實(shí)用新型提供一種長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平 臺(tái)，其目的是解決以往的數(shù)控機(jī)床磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性和可靠性差，特別是無(wú) 法很好的解決摩擦阻力的技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方案本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，其特征在于所述磁懸浮進(jìn)給 平臺(tái)包括進(jìn)給平臺(tái)和長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)，長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線 同步電動(dòng)機(jī)包括定子鐵心和使用時(shí)與定子鐵心做相對(duì)移動(dòng)的動(dòng)子鐵心；進(jìn)給平臺(tái)安裝在動(dòng) 子鐵心上；在動(dòng)子鐵心內(nèi)設(shè)置有能推動(dòng)動(dòng)子鐵心相對(duì)于定子鐵心移動(dòng)的推力繞組；在定子 鐵心內(nèi)設(shè)置有能使動(dòng)子鐵心在定子鐵心下懸浮的永磁體和勵(lì)磁繞組；在進(jìn)給平臺(tái)上設(shè)置有 電渦流傳感器；基座穿過(guò)進(jìn)給平臺(tái)和動(dòng)子鐵心；在基座上設(shè)置有長(zhǎng)光柵傳感器；勵(lì)磁繞組 和電渦流傳感器連接至磁懸浮控制系統(tǒng)；推力繞組和長(zhǎng)光柵傳感器連接至進(jìn)給控制系統(tǒng)。磁懸浮控制系統(tǒng)包括直流PWM變換器、比例調(diào)節(jié)器P和電流PI調(diào)節(jié)器；電渦流傳 感器連接至比例調(diào)節(jié)器P，比例調(diào)節(jié)器P連接至電流PI調(diào)節(jié)器，電流PI調(diào)節(jié)器連接至直流 PWM變換器，直流PWM變換器連接至勵(lì)磁繞組；進(jìn)給控制系統(tǒng)包括SPWM變換器、位置比例調(diào) 節(jié)器P、速度PI調(diào)節(jié)器、電流PI調(diào)節(jié)器和可以產(chǎn)生推力的逆變器；長(zhǎng)光柵傳感器連接至位 置比例調(diào)節(jié)器P，位置比例調(diào)節(jié)器P連接至速度PI調(diào)節(jié)器，速度PI調(diào)節(jié)器連接至電流PI調(diào) 節(jié)器，電流PI調(diào)節(jié)器連接至SPWM變換器，SPWM變換器連接至可以產(chǎn)生推力的逆變器，可以 產(chǎn)生推力電流的逆變器與推力繞組連接。所述定子鐵心設(shè)置在基座的下面，在基座上部還設(shè)置有輔助導(dǎo)軌。長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的磁極既是勵(lì)磁磁極，同時(shí)也是懸浮磁極。[0010]長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的永磁體和勵(lì)磁繞組固定安裝在基座下方的定 子鐵心中，推力繞組安裝在動(dòng)子鐵心中隨進(jìn)給平臺(tái)一起運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給平臺(tái)的水平方向運(yùn)動(dòng)和垂直方向的磁懸浮運(yùn)動(dòng)，都是由基座下面安裝的同一 臺(tái)長(zhǎng)定子混合勵(lì)直線同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。磁懸浮力主要由永磁體產(chǎn)生，調(diào)節(jié)勵(lì)磁繞組的電流能夠改變磁懸浮力，勵(lì)磁電流 的大小由懸浮高度來(lái)決定。優(yōu)點(diǎn)及效果本實(shí)用新型提供一種述長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給 平臺(tái)，包括進(jìn)給平臺(tái)和長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)，所述長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電 動(dòng)機(jī)主要包括定子鐵心和可以與定子鐵心做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子鐵心，其特征在于所述進(jìn)給 平臺(tái)與動(dòng)子鐵心固定連接；在所述定子鐵心內(nèi)設(shè)置有勵(lì)磁繞組和永磁體，在所述動(dòng)子鐵心 內(nèi)設(shè)置有推力繞組；在所述進(jìn)給平臺(tái)上設(shè)置有電渦流傳感器；在所述定子鐵心上設(shè)置有長(zhǎng) 光柵傳感器；所述勵(lì)磁繞組和電渦流傳感器連接至磁懸浮控制系統(tǒng)；所述推力繞組和長(zhǎng)光 柵傳感器連接至進(jìn)給控制系統(tǒng)。為了解決以往的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給平臺(tái)存在的問(wèn)題，本發(fā)明將進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給和磁懸 浮由同一臺(tái)長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)同時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)將長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線 同步電動(dòng)機(jī)與進(jìn)給平臺(tái)結(jié)合起來(lái)，將進(jìn)給平臺(tái)直接安裝在長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī) 的動(dòng)子上，進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是由長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的切向電磁推力來(lái)實(shí) 現(xiàn)的，通過(guò)調(diào)節(jié)推力繞組的電流來(lái)改變電磁推力；磁懸浮力是定子上的永磁體和勵(lì)磁電流 產(chǎn)生的磁場(chǎng)和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子鐵心之間產(chǎn)生的單邊磁拉力，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)調(diào)節(jié)磁懸浮 力。長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的磁極既是勵(lì)磁磁極，同時(shí)也是懸浮磁極。這不同于 以往的電磁鐵磁懸浮系統(tǒng)，該發(fā)明是靠電動(dòng)機(jī)自身產(chǎn)生的磁懸浮力來(lái)運(yùn)行，進(jìn)給平臺(tái)具有 直接自動(dòng)懸浮的能力，能夠克服以往進(jìn)給平臺(tái)電磁鐵多點(diǎn)支撐懸浮、裝置復(fù)雜使得其影響 運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性的技術(shù)問(wèn)題。另夕卜，該實(shí)用新型還包括以下技術(shù)特征長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁 直線同步電動(dòng)機(jī)的推力繞組電流為整個(gè)裝置提供電磁推力，并采用 ~ = 0的矢量控制方式。勵(lì)磁電流的大小由磁懸浮控制系統(tǒng)來(lái)完成，系統(tǒng)的主電路為直流PWM變換器，采 用懸浮高度與勵(lì)磁電流雙閉環(huán)控制。懸浮高度控制器為比例調(diào)節(jié)器，以防止懸浮高度超調(diào)， 而勵(lì)磁電流采用PI調(diào)節(jié)器。平臺(tái)的進(jìn)給過(guò)程是由進(jìn)給控制系統(tǒng)來(lái)完成的，這是一個(gè)位置、速度和電流組成的 三環(huán)控制系統(tǒng)。位置環(huán)為比例調(diào)節(jié)器P，速度和電流采用PI調(diào)節(jié)器。由于磁力線總是沿磁阻最小的路徑閉合，進(jìn)給平臺(tái)與直線同步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子直接 相連，在磁拉力作用下，平臺(tái)與動(dòng)子不會(huì)向側(cè)面偏斜，相當(dāng)于現(xiàn)有技術(shù)中的導(dǎo)向電磁鐵。磁 拉力的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電磁推力，因此，相當(dāng)于在電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向上兩側(cè)有多個(gè)導(dǎo)向電磁 鐵。本實(shí)用新型具體優(yōu)點(diǎn)如下1、進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給和磁懸浮是由同一臺(tái)長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)同時(shí)來(lái) 完成的，無(wú)需電磁鐵多點(diǎn)支撐懸浮，平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高。2、進(jìn)給平臺(tái)直接與長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子固定相連，進(jìn)給平臺(tái)的輔助導(dǎo)軌同時(shí)也是直線同步電動(dòng)機(jī)的輔助導(dǎo)軌。3、與以往由純永磁直線同步電動(dòng)機(jī)組成的進(jìn)給平臺(tái)比較，克服了氣隙磁場(chǎng)難以調(diào) 節(jié)的缺點(diǎn)。4、與以往電勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)組成的進(jìn)給平臺(tái)比較，既有電勵(lì)磁直線同步電動(dòng) 機(jī)能夠調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有永磁直線同步電動(dòng)機(jī)高效節(jié)能的特點(diǎn)。5、該實(shí)用新型的進(jìn)給平臺(tái)為無(wú)摩擦直接進(jìn)給，與導(dǎo)軌之間不存在摩擦阻力，提高 了進(jìn)給系統(tǒng)的精度和響應(yīng)速度，消除了爬行以及反向死區(qū)、熱變形、磨損、噪音以及免潤(rùn)滑， 提高了機(jī)床壽命。該實(shí)用新型采用長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的法向磁拉力使進(jìn)給平臺(tái)懸浮 以消除摩擦，使數(shù)控機(jī)床進(jìn)給平臺(tái)在直接驅(qū)動(dòng)的同時(shí)能夠從根本上消除摩擦實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦進(jìn) 給，而不用象以往那樣單獨(dú)另設(shè)電動(dòng)機(jī)和電磁鐵；徹底將整個(gè)裝置簡(jiǎn)化，并且大大提高了工 作效率，對(duì)進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床進(jìn)給平臺(tái)的加工精度具有重要意義。


圖1為本實(shí)用新型的長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2為本實(shí)用新型的長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為平臺(tái)磁懸浮控制系統(tǒng)和進(jìn)給控制系統(tǒng)原理框圖；圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明如下1.推力繞組、2.動(dòng)子鐵心、3.勵(lì)磁繞組、4.永磁體、5.定子鐵心、6.輔助導(dǎo)軌、 7.長(zhǎng)光柵傳感器、8.電渦流傳感器、9.進(jìn)給平臺(tái)、10.基座、11.磁懸浮控制系統(tǒng)、12.進(jìn) 給控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明如圖1、2所示，一種長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，包括進(jìn)給 平臺(tái)9和長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)。所述長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電 動(dòng)機(jī)主要包括定子鐵心5和使用時(shí)與定子鐵心5做相對(duì)移動(dòng)的動(dòng)子鐵心2，所述進(jìn)給平臺(tái)9 安裝在動(dòng)子鐵心2上，基座10穿過(guò)進(jìn)給平臺(tái)9和動(dòng)子鐵心2 ；在所述動(dòng)子鐵心2內(nèi)設(shè)置有 能推動(dòng)動(dòng)子鐵心2相對(duì)于定子鐵心5移動(dòng)的推力繞組1 ；在所述定子鐵心5內(nèi)設(shè)置有能使 動(dòng)子鐵心2在定子鐵心5下懸浮的永磁體4和勵(lì)磁繞組3 ；在所述動(dòng)子鐵心2內(nèi)設(shè)置有推 力繞組1，推力繞組1可以使得動(dòng)子鐵心2相對(duì)于定子鐵心5做相對(duì)移動(dòng)。勵(lì)磁繞組3和推 力繞組1的布線方向與動(dòng)子鐵心2的運(yùn)動(dòng)方向垂直。在所述進(jìn)給平臺(tái)9上設(shè)置有電渦流傳 感器8 ；在所述基座10上設(shè)置有長(zhǎng)光柵傳感器7 ；所述勵(lì)磁繞組3和電渦流傳感器8連接至 磁懸浮控制系統(tǒng)11 ；所述推力繞組1和長(zhǎng)光柵傳感器7連接至進(jìn)給控制系統(tǒng)12。如圖3所示，所述磁懸浮控制系統(tǒng)11包括PWM變換器、比例調(diào)節(jié)器和電流PI調(diào)節(jié) 器；所述電渦流傳感器8連接至比例調(diào)節(jié)器P，比例調(diào)節(jié)器連接至電流PI調(diào)節(jié)器，電流PI 調(diào)節(jié)器連接至PWM變換器，PWM變換器連接至勵(lì)磁繞組3 ；勵(lì)磁繞組3與直流PWM變換器相 連，在氣隙中產(chǎn)生磁場(chǎng)，其大小由懸浮高度來(lái)決定。將給定懸浮高度與電渦流傳感器8檢 測(cè)到的反饋高度相比較形成誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)通過(guò)比例調(diào)節(jié)器運(yùn)算得到勵(lì)磁電流的給 定量，經(jīng)過(guò)電流PI調(diào)節(jié)器產(chǎn)生直流PWM變換器的控制信號(hào)，通過(guò)改變占空比來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小，對(duì)氣隙磁場(chǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變磁拉力的大小，形成一個(gè)懸浮高度的自動(dòng)調(diào)節(jié)系 統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)給平臺(tái)9、動(dòng)子鐵心2以及進(jìn)給平臺(tái)9所負(fù)載的總重量與磁拉力的大小相等時(shí)進(jìn)給 平臺(tái)9處于懸浮狀態(tài)，這一過(guò)程是由磁懸浮控制系統(tǒng)11來(lái)完成的，以保證在負(fù)載擾動(dòng)時(shí)懸 浮高度不變。所述進(jìn)給控制系統(tǒng)12包括SPWM變換器、位置比例調(diào)節(jié)器P、速度PI調(diào)節(jié)器、電流 PI調(diào)節(jié)器和可以產(chǎn)生推力的逆變器；所述SPWM變換器就是正弦波脈沖寬度調(diào)制變換器；所 述長(zhǎng)光柵傳感器7連接至位置比例調(diào)節(jié)器，位置比例調(diào)節(jié)器P連接至速度PI調(diào)節(jié)器，速度 PI調(diào)節(jié)器連接至電流PI調(diào)節(jié)器，電流PI調(diào)節(jié)器連接至SPWM變換器，SPWM變換器連接至可 以產(chǎn)生推力的逆變器，可以產(chǎn)生推力的逆變器與推力繞組1連接。當(dāng)在動(dòng)子鐵心2的推力繞組1中通入三相對(duì)稱正弦電流后，在氣隙中產(chǎn)生行波磁 場(chǎng)，該行波磁場(chǎng)與在定子鐵心5上的永磁體4和勵(lì)磁繞組3共同產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場(chǎng)相互作用 下產(chǎn)生電磁推力。進(jìn)給平臺(tái)9的進(jìn)給過(guò)程是由進(jìn)給控制系統(tǒng)12來(lái)完成的，這是一個(gè)位置、速度和電 流組成的三環(huán)控制系統(tǒng)。將進(jìn)給量與長(zhǎng)光柵傳感器7檢測(cè)到的反饋量相比較形成位置誤差 信號(hào)，該誤差信號(hào)通過(guò)位置比例調(diào)節(jié)器運(yùn)算得到進(jìn)給速度的給定量，它與由長(zhǎng)光柵傳感器 7檢測(cè)到的位置信號(hào)中分離出的速度反饋信號(hào)比較形成進(jìn)給速度誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)通 過(guò)速度PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算后形成電流的給定量，再與電流的的反饋量相比較形成電流誤差信 號(hào)，該誤差信號(hào)通過(guò)電流PI調(diào)節(jié)器運(yùn)算得到逆變器的控制信號(hào)，通過(guò)對(duì)推力繞組電流采用
k = 0的矢量控制方式，來(lái)完成的系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用。因此，進(jìn)給控制系統(tǒng)12本質(zhì)上也是一個(gè)
位置伺服系統(tǒng)。所述定子鐵心5設(shè)置在基座10下部，在基座10上部還設(shè)置有輔助導(dǎo)軌6。當(dāng)磁懸 浮進(jìn)給平臺(tái)9不工作時(shí)，停在基座10上的輔助導(dǎo)軌6上，所述動(dòng)子鐵心2工作時(shí)就是沿著 輔助導(dǎo)軌6懸浮移動(dòng)。該實(shí)用新型的平臺(tái)進(jìn)給和磁懸浮由同一臺(tái)長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)同時(shí) 來(lái)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)給平臺(tái)直接安裝在長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子上，平臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 是由長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的切向電磁推力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)調(diào)節(jié)推力繞組的電流 來(lái)改變電磁推力；磁懸浮力是定子上的永磁體和勵(lì)磁繞組共同產(chǎn)生的磁場(chǎng)和電動(dòng)機(jī)的動(dòng)子 鐵心之間形成的單邊磁拉力，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)調(diào)節(jié)磁懸浮力，這樣，進(jìn)給平臺(tái)就依靠 電動(dòng)機(jī)自身產(chǎn)生的磁懸浮力來(lái)運(yùn)行，具有直接自動(dòng)懸浮的能力。磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)直線同步 電動(dòng)機(jī)的磁極既是勵(lì)磁磁極，同時(shí)也是懸浮磁極。該實(shí)用新型采用長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的法向磁拉力使進(jìn)給平臺(tái)懸浮 以消除摩擦，使進(jìn)給平臺(tái)在直接驅(qū)動(dòng)的同時(shí)能夠從根本上消除摩擦實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦進(jìn)給，并且 不用單獨(dú)另設(shè)懸浮電磁鐵，對(duì)進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床進(jìn)給平臺(tái)的加工精度具有重要意義，并 且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔合理，比較利于在數(shù)控領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求1.長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，其特征在于所述磁懸浮進(jìn)給平 臺(tái)包括進(jìn)給平臺(tái)(9)和長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)，長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直 線同步電動(dòng)機(jī)包括定子鐵心(5)和使用時(shí)與定子鐵心(5)做相對(duì)移動(dòng)的動(dòng)子鐵心(2)；進(jìn)給 平臺(tái)(9)安裝在動(dòng)子鐵心(2)上；在動(dòng)子鐵心(2)內(nèi)設(shè)置有能推動(dòng)動(dòng)子鐵心(2)相對(duì)于定子 鐵心(5)移動(dòng)的推力繞組(1)；在定子鐵心(5)內(nèi)設(shè)置有能使動(dòng)子鐵心(2)在定子鐵心(5) 下懸浮的永磁體(4)和勵(lì)磁繞組(3);在進(jìn)給平臺(tái)(9)上設(shè)置有電渦流傳感器(8);基座(10) 穿過(guò)進(jìn)給平臺(tái)(9)和動(dòng)子鐵心(2)；在基座(10)上設(shè)置有長(zhǎng)光柵傳感器(7)；勵(lì)磁繞組(3) 和電渦流傳感器(8)連接至磁懸浮控制系統(tǒng)(11)；推力繞組(1)和長(zhǎng)光柵傳感器(7)連接 至進(jìn)給控制系統(tǒng)(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，其特征在 于磁懸浮控制系統(tǒng)(11)包括直流PWM變換器、比例調(diào)節(jié)器P和電流PI調(diào)節(jié)器；電渦流傳 感器(8)連接至比例調(diào)節(jié)器P，比例調(diào)節(jié)器P連接至電流PI調(diào)節(jié)器，電流PI調(diào)節(jié)器連接至 直流PWM變換器，直流PWM變換器連接至勵(lì)磁繞組(3)；進(jìn)給控制系統(tǒng)(12)包括SPWM變換 器、位置比例調(diào)節(jié)器P、速度PI調(diào)節(jié)器、電流PI調(diào)節(jié)器和可以產(chǎn)生推力的逆變器；長(zhǎng)光柵傳 感器(7)連接至位置比例調(diào)節(jié)器P，位置比例調(diào)節(jié)器P連接至速度PI調(diào)節(jié)器，速度PI調(diào)節(jié) 器連接至電流PI調(diào)節(jié)器，電流PI調(diào)節(jié)器連接至SPWM變換器，SPWM變換器連接至可以產(chǎn)生 推力的逆變器，可以產(chǎn)生推力電流的逆變器與推力繞組(1)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，其特征在 于所述定子鐵心(5)設(shè)置在基座(10)的下面，在基座(10)上部還設(shè)置有輔助導(dǎo)軌(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，其特征在 于長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的磁極既是勵(lì)磁磁極，同時(shí)也是懸浮磁極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，其特征在 于長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)的永磁體(4)和勵(lì)磁繞組(3)固定安裝在基座(10)下 方的定子鐵心(5)中，推力繞組(1)安裝在動(dòng)子鐵心(2)中隨進(jìn)給平臺(tái)(9) 一起運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，其特征在 于進(jìn)給平臺(tái)(9)的水平方向運(yùn)動(dòng)和垂直方向的磁懸浮運(yùn)動(dòng)，都是由基座(10)下面安裝的 同一臺(tái)長(zhǎng)定子混合勵(lì)直線同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，其特征在 于磁懸浮力主要由永磁體(4)產(chǎn)生，調(diào)節(jié)勵(lì)磁繞組(3)的電流能夠改變磁懸浮力，勵(lì)磁電 流的大小由懸浮高度來(lái)決定。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)磁懸浮進(jìn)給平臺(tái)，包括進(jìn)給平臺(tái)和長(zhǎng)定子混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)。所述混合勵(lì)磁直線同步電動(dòng)機(jī)主要包括定子鐵心、永磁體、勵(lì)磁繞組、動(dòng)子鐵心和推力繞組。其特征在于所述進(jìn)給平臺(tái)安裝在動(dòng)子鐵心上；在所述動(dòng)子鐵心內(nèi)設(shè)置有推力繞組；在所述定子鐵心上設(shè)置有永磁體和勵(lì)磁繞組；在所述進(jìn)給平臺(tái)上設(shè)置有電渦流傳感器；在所述基座上設(shè)置有長(zhǎng)光柵傳感器；所述勵(lì)磁繞組和電渦流傳感器連接至磁懸浮控制系統(tǒng)；所述推力繞組和長(zhǎng)光柵傳感器連接至進(jìn)給控制系統(tǒng)。該實(shí)用新型采用混合勵(lì)磁的直線同步電動(dòng)機(jī)的法向磁拉力使進(jìn)給平臺(tái)懸浮以消除摩擦，對(duì)進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床進(jìn)給平臺(tái)的加工精度具有重要意義。
文檔編號(hào)B23Q5/34GK201848722SQ20102061431
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者張鳳閣, 張振興, 張武, 楊波, 藍(lán)益鵬 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)