專利名稱：可調(diào)壓力頻率直線電磁電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直線電磁電機，特別涉及進行直線往復(fù)運動的機構(gòu)，可調(diào)壓力頻率直線電磁電機的控制。
背景技術(shù)：
世界上最主要的運動方式為直線運動與旋轉(zhuǎn)運動，直線往復(fù)運動為最為常見的一種直線運動。傳統(tǒng)直線往復(fù)運動主要有以下幾種方法實現(xiàn)。
一、旋轉(zhuǎn)電機加中間轉(zhuǎn)換機構(gòu)，如鏈條、皮帶、齒輪齒條等機構(gòu)轉(zhuǎn)換為直線往復(fù)運動，這些機構(gòu)存在體積龐大、效率低、精度差等問題。
二、汽缸、液壓缸實現(xiàn)直線往復(fù)運動，利用氣體或液體推動缸中活塞運動，帶動其他部件做直線往復(fù)運動。用汽缸或液壓缸直線往復(fù)運動，必須有氣壓或液壓，控制精度低、運動頻率不高，汽缸、液壓缸加工要求高，可靠性差。
三、直線電機實現(xiàn)直線往復(fù)運動，現(xiàn)有直線電機由傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機展開演變而成，電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，防護要求高，不易控制，成本高。
本發(fā)明可調(diào)壓力頻率直線電磁電機實現(xiàn)直線往復(fù)運動十分簡單，并能容易實現(xiàn)高精度壓力、頻率控制。該直線電磁電機由直線電磁電機和電源驅(qū)動器組成。
本發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供一種能精確調(diào)節(jié)直線電磁電機壓力和頻率的方法，通過壓力給定和頻率給定，采用電流、頻率、極性反饋，閉環(huán)調(diào)節(jié)直線電磁電機的頻率和壓力。
一個目的是通過壓力給定，單獨實現(xiàn)直線電磁電機壓力控制。
一個目的是加上曲柄連桿機構(gòu)，可將直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運動，作為電動汽車、電動火車等的調(diào)速驅(qū)動機構(gòu)。
另一個目的通入單獨或連續(xù)脈沖電源，實現(xiàn)直線電磁電機單獨或連續(xù)沖擊力的控制。
本發(fā)明的另一個方面，提供了一種控制直線電磁電機頻率和壓力的電源驅(qū)動器，該電源驅(qū)動器包括控制部分和功率部分，控制部分根據(jù)頻率給定、壓力給定、電流、頻率、極性反饋信號控制功率部分功率器件的開關(guān)，來實現(xiàn)直線電磁電機的壓力和頻率控制。
附圖的簡要說明

圖1為電源驅(qū)動器控制直線電磁電機結(jié)構(gòu)框圖。
1、頻率給定 2、壓力給定 3、極性反饋 4、頻率反饋5、電流反饋 6、輸入電壓 7、輸出電壓 8、直線電磁電機
9、頻率比例積分調(diào)節(jié) 10、電流比例積分調(diào)節(jié)11、驅(qū)動電路 12、IPM或MOSFET功率器件圖2為直線電磁電機結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖1、磁鐵 2、后軸 3、前軸 4、電磁缸體 5、后端蓋6、前端蓋 7、直線軸承 8、繞組 9、極性傳感器 10、橡膠墊 11、頻率傳感器圖3為加曲柄連桿機構(gòu)的直線電磁電機工作原理詳細描述電源驅(qū)動器輸出端接圖2直線電磁電機繞組8兩端，該繞組8沿圓周直接繞制在電磁缸體外部，產(chǎn)生軸向磁場。電流、頻率、極性傳感器反饋接電源驅(qū)動器。頻率給定和壓力給定根據(jù)需要可隨意設(shè)定，頻率給定和壓力給定設(shè)定后，電源驅(qū)動器輸出電壓可分別控制或同時控制直線電磁電機運動軸的頻率和壓力。取消頻率、電流傳感器反饋線，設(shè)定驅(qū)動器壓力給定，此時頻率給定設(shè)定無效，驅(qū)動器接入輸入電源(如為交流電源需整流為直流電壓)，輸出端接入圖2直線電磁電機繞組8，繞組8中產(chǎn)生電流，依電磁定律，繞組中的恒定電流使電磁缸體4中產(chǎn)生恒定磁場。電磁定理同極性相斥、異性相吸，電磁缸體4與缸中磁鐵1產(chǎn)生吸力或斥力(磁鐵1充磁方向為軸向方向)，推動磁鐵1運動，磁鐵1帶動前軸3和后軸2沿滑動軸承7運動，直到停止運動，產(chǎn)生恒定壓力。改變壓力給定，繞組8中電流大小改變，電磁缸體4中磁場大小改變，產(chǎn)生壓力大小變化。改變壓力給定極性，電源驅(qū)動器輸出電壓極性改變，繞組8電流方向改變，電磁缸體4磁場方向改變，力的方向也改變，隨壓力設(shè)定變化壓力可高精度無級調(diào)節(jié)。接入極性傳感器9反饋電纜，將壓力給定設(shè)定，整個直線往復(fù)運動過程中，最大壓力為設(shè)定值。將頻率給定設(shè)定，電源驅(qū)動器輸出電壓恒定，繞組8電流恒定，電磁缸體4中磁場恒定，與磁鐵1產(chǎn)生力恒定，磁鐵1和前軸3、后軸2運動速度恒定，傳感器9為兩個磁性接近開關(guān)，運動過程中，后軸2接近每個開關(guān)，該開關(guān)輸出可改變頻率給定極性，改變電源驅(qū)動器輸出電壓極性，改變前軸3的運動方向，后軸2接近另一開關(guān)，又改變頻率給定極性，改變前軸3的運動方向。如此依靠兩個開關(guān)循環(huán)改變頻率給定極性。直線電磁電機前軸3做直線往復(fù)運動。改變頻率給定設(shè)定，輸出電壓幅值改變，電磁缸體4中磁場強度改變，與磁鐵1產(chǎn)生的力改變，前軸3的運動速度改變，運動頻率也改變。前軸3的負載改變，直線往復(fù)運動頻率也會改變，此時增加運動頻率反饋傳感器11，實現(xiàn)頻率閉環(huán)比率積分控制，直線往復(fù)運動頻率可恒定控制，不受負載變化影響。調(diào)節(jié)頻率給定設(shè)定，直線往復(fù)運動頻率改變，最高頻率可達1000HZ以上。
電源驅(qū)動器輸出為脈沖電源，接通直線電磁電機，瞬間產(chǎn)生很高電壓，繞組8產(chǎn)生很高電流，電磁缸體產(chǎn)生很大磁場，磁鐵1產(chǎn)生很大作用力，前軸3產(chǎn)生很大沖擊力。設(shè)定為連續(xù)脈沖電源，直線電磁電機將產(chǎn)生連續(xù)沖擊力。
電源驅(qū)動器為直流電源，依靠極性傳感器9控制繼電器，控制輸入繞組8的電壓極性，也可簡單實現(xiàn)直線電磁電機的直線往復(fù)運動。
主要特點使用條件非常簡單，只要有電源即可工作，結(jié)構(gòu)加工要求低，控制簡單、成本低廉、精度高、容易與計算機連接，很方便實現(xiàn)張力控制和頻率控制，頻率范圍可達0---1000HZ以上。
可調(diào)張力頻率電磁缸廣泛適用印刷、紡機、煙草、石油、包裝機械等場合，適用于恒張力控制場合、連續(xù)沖擊力場合、高精度快速可調(diào)頻率直線運動等場合。加上曲柄連桿機構(gòu)，可很方便將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運動，做為電動汽車、電電動火車、電動車等的驅(qū)動機構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)壓力頻率的直線電磁電機，該直線電機作直線往復(fù)運動。其具有的特征是可調(diào)節(jié)壓力和頻率，方法是通過設(shè)定壓力給定和頻率給定，采用電流、頻率、極性反饋，電源驅(qū)動器閉環(huán)調(diào)節(jié)直線電磁電機的頻率和壓力。
2.一種可調(diào)壓力頻率的直線電磁電機，其具有的特征是可調(diào)節(jié)壓力和頻率，方法是通過設(shè)定壓力給定和頻率給定，采用電流、極性反饋，開環(huán)控制直線電磁電機的頻率。
3.一種單獨調(diào)節(jié)壓力的直線電磁電機的方法，所說的方法是加電流反饋，通過設(shè)定壓力給定，調(diào)節(jié)直線電磁電機的壓力。
4.一種通入脈沖電源控制直線電磁電機的方法，所說的方法是直線電磁電機通入脈沖電源，實現(xiàn)直線電磁電機單獨或連續(xù)沖擊力的控制。
5.一種控制直線電磁電機頻率和壓力的電源驅(qū)動器，該電源驅(qū)動器根據(jù)頻率給定、壓力給定、電流、頻率、極性反饋，來實現(xiàn)直線電磁電機的壓力和頻率閉環(huán)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所說的直線電磁電機，其特征繞組沿圓周直接繞制的直線電磁電機，形成軸向磁場。
7，根據(jù)權(quán)利要求1中所說的直線電磁電機，其特征是給該直線電磁電機加裝極性、頻率、電流反饋傳感器。
全文摘要
一種能用非常簡單的方法，精確調(diào)節(jié)直線電磁電機壓力和頻率的方法，通過壓力給定和頻率給定，采用電流、頻率、極性反饋，閉環(huán)調(diào)節(jié)直線電磁電機的頻率和壓力，實現(xiàn)直線電磁電機直線往復(fù)運動的高精度控制。通過壓力給定，單獨實現(xiàn)直線電磁電機壓力控制。
文檔編號H02P5/00GK1420609SQ02158120
公開日2003年5月28日 申請日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者王金平 申請人:王金平