本实用新型专利技术一种动铁式磁浮平面电机动子内永磁阵列温度采集装置，其特征在于：包括用以采集温度数据的感应模块（1）和用以传输所述的感应模块（1）采集来的数据的无线传输模块（2）；所述的感应模块（1）包括嵌于动铁式磁浮平面电机动子永磁体中的若干温度传感器（3），所述的温度传感器（3）相互之间间隔安装，该装置用以提高动铁式磁浮平面电机的性能，从而保证电机输出的精度及稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种动铁式磁浮平面电机动子内永磁阵列温度采集装置。
技术介绍
动铁式磁浮平面电机可以极大简化平面运动机构，减轻运动质量，实现无摩擦、无磨损的高速精密运动，是目前大行程高速精密运动控制系统研宄的热点。动铁式磁浮平面电机的结构示意图如图1所示，它由线圈阵列组成的定子(2’ )和悬浮于其上的磁钢阵列(Γ )组成，相比于动圈式磁浮平台，动铁式磁浮平台有着运动部分不需要任何导线连的优势，这使得动铁式磁浮平面电机能够完全无接触的在线圈阵列上方运动。由于磁浮电机为6自由度悬浮运动，且需多线圈冗余驱动，其控制解耦计算非常复杂。在精密运动控制领域，运动系统的运动精度要求达到微米级，这就要求必须按照系统动力学特性进行实时的精确控制，为此，磁浮电机对系统动力学模型的精确性有着苛刻的要求。在动铁式磁浮电机工作过程中需要较大电流驱动，由此产生较大的热量，需要有效的冷却系统以保证正常运行。但平铺的永磁阵列紧贴且悬浮于线圈之上，与线圈间的缝隙很小(约0.5-lmm)，这种结构导致了热量极快的传导和聚集在磁钢阵列中。由于动铁式磁浮平台要求动子中不能有导线或管道与外界导通，这就导致永磁阵列中并无安装冷却装置，磁浮平台在工作过程中就无法避免永磁体温发生变化。动铁式磁浮平面电机工作过程中线圈温度会超过70°C。这些温度降通过气隙传递给永磁阵列。永磁体在一定温度范围内随着磁钢温度改变，其剩磁密度将发生可逆转的改变。2011年出版的“The design of highperformance mechatronics (高性能机电一体化系统的设计)” 一书中指出了 “NdFeB永磁体温度每上升一度，其剩磁密度将下降0.3%”。动子在一定路径下工作一段时间后线圈能够上升50°C (假设常温为20°C)。线圈温度分布与磁浮平台运动路径有关，甚至磁浮平台是静止的时候，线圈是否通电及通电强弱也是由解耦方程决定，这就造成线圈阵列温度分布并不均匀，导致平铺于线圈阵列上方且与之临近(0.5-1_)的磁钢阵列温度分布不均匀。永磁体由于温度上升造成剩磁密度下降，造成其附近线圈通以相同驱动电流时产生洛伦兹力下降，因此造成电机输出驱动力降低，影响电机输出的精度及稳定性，为使电机输出恒定的驱动力，在永磁体温度上升时需增加线圈驱动电流值，也就是对线圈驱动电流进行相应补偿。对于常规旋转电机，由于动子为快速旋转工作，其内部永磁体温度可以近似看成相等，为此只需用I个或数个传感器进行永磁体温度测量，控制电流也只需根据由于温度造成的磁场变化进行相应补偿。但在磁浮平台中，由于永磁阵列平铺于线圈之上，永磁阵列下方铺设有数十个线圈，单独线圈温度不等造成永磁阵列中温度并不均匀相等，且永磁体剩磁密度的变化主要对临近通电线圈受力产生影响(对距离较远的通电线圈受力影响可忽略不计)，这就决定磁浮平面电机永磁阵列温度采集装置需对永磁阵列各个区域温度同时进行相应采集。
技术实现思路
本技术的专利技术目的是解决上述现有技术的局限性，提供一种能够同时采集永磁阵列各个区域温度的动铁式磁浮平面电机动子内永磁阵列温度采集装置，用以提高动铁式磁浮平面电机的性能，从而保证电机输出的精度及稳定性。本技术包括用以采集温度数据的感应模块和用以传输所述的感应模块采集来的数据的无线传输模块；所述的感应模块包括嵌于动铁式磁浮平面电机动子永磁体中的若干温度传感器，所述的温度传感器相互之间间隔安装。采用以上结构后，本技术与现有技术相比，具有以下优点:动铁式磁浮平面电机不同于常规的旋转电机，单独线圈温度不等造成永磁阵列中温度并不均匀相等，采用本技术的温度采集装置采用在动铁式磁浮平面电机动子永磁体中安装若干的温度传感器，能够实现对永磁阵列各个区域的温度进行同时的采集，并通过无线传输模块传输到控制系统中。因为动铁式磁浮平面电机动子为6自由度悬浮运动且要求动子不能采用导线连接，本技术采用无线传输数据的方式进行数据的。采用本技术采集永磁阵列温度后，可计算永磁阵列剩磁密度，通过运动控制卡对线圈输出电流进行补偿，可防止永磁体由于温度上升造成磁浮平面电机输出驱动力下降的问题。因此本技术能够保证电机输出驱动力，从而保证电机输出的精度及稳定性。作为改进，所述的无线传输模块通过zigbee无线网络传输数据。zigbee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，采用zigbee技术功耗低、成本低、时延短、网络容量大并且可靠安全。【附图说明】图1是动铁式磁浮平面电机的结构示意图。图2是本技术传感器分布示意图。图3是本技术工作状态示意图。图中所示1、感应模块，2、无线传输模块，3、温度传感器。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。如图2-3所示本技术包括用以采集温度数据的感应模块I和用以传输所述的感应模块I采集来的数据的无线传输模块2 ;所述的感应模块I包括嵌于动铁式磁浮平面电机动子永磁体中的若干温度传感器3，所述的温度传感器3相互之间间隔安装。所述的无线传输模块2通过zigbee无线网络传输数据。永磁体温度变化对应的控制电流补偿计算前提是得到磁浮平面电机动子内永磁阵列温度分布情况。故可使用本技术用于采集动铁式磁浮平面电机动子内永磁阵列温度。本技术的永磁阵列温度传感器3分布情况如图2所示，在永磁阵列内永磁体间空隙间安装紧贴于永磁体的温度传感器3。如图3所示，所有传感器采集到的数据通过低功耗的zigbee无线网络传输至电机控制系统，根据磁钢温度不会随时间跃变得特点，温度采样周期可以用秒作为计数单位，zigbee网络数据传输速度足够应付整个磁钢阵列中传感器数据采集量。以上仅就本技术的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本技术不仅限于以上实施例，凡在本技术独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本技术的保护范围内。【主权项】1.一种动铁式磁浮平面电机动子内永磁阵列温度采集装置，其特征在于:包括用以采集温度数据的感应模块(I)和用以传输所述的感应模块(I)采集来的数据的无线传输模块(2);所述的感应模块(I)包括嵌于动铁式磁浮平面电机动子永磁体中的若干温度传感器(3 )，所述的温度传感器(3 )相互之间间隔安装。2.根据权利要求1所述的动铁式磁浮平面电机动子内永磁阵列温度采集装置，其特征在于:所述的无线传输模块(2)通过zigbee无线网络传输数据。【专利摘要】本技术一种动铁式磁浮平面电机动子内永磁阵列温度采集装置，其特征在于：包括用以采集温度数据的感应模块（1）和用以传输所述的感应模块（1）采集来的数据的无线传输模块（2）；所述的感应模块（1）包括嵌于动铁式磁浮平面电机动子永磁体中的若干温度传感器（3），所述的温度传感器（3）相互之间间隔安装，该装置用以提高动铁式磁浮平面电机的性能，从而保证电机输出的精度及稳定性。【IPC分类】H02K11-00【公开号】CN204425123【申请号】CN201520081310【专利技术人】周柔刚, 周才健 【申请人】杭州汇萃智能科技有限公司【公开日】2015年6月24日【申请日】2015年2月5日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种动铁式磁浮平面电机动子内永磁阵列温度采集装置，其特征在于：包括用以采集温度数据的感应模块（1）和用以传输所述的感应模块（1）采集来的数据的无线传输模块（2）；所述的感应模块（1）包括嵌于动铁式磁浮平面电机动子永磁体中的若干温度传感器（3），所述的温度传感器（3）相互之间间隔安装。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周柔刚，周才健，
申请(专利权)人：杭州汇萃智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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