线性电机的行程计算方法与线性电机技术

本发明专利技术提供了一种线性电机的行程计算方法与线性电机。其中线性电机的行程计算方法包括：获取线性电机的外加电压、线圈的电流和线圈的电感；获取线圈的当前磁芯温度，并根据当前磁芯温度确定线性电机的修正电机系数和线圈的修正电阻；以及根据公式

Linear motor travel calculation method and linear motor

The invention provides a method of calculating the stroke of a linear motor and a linear motor. The linear motor stroke calculation method comprises the following steps: obtaining a linear motor external inductor current and coil voltage and coil current; core temperature acquisition coil, and according to the current core temperature determine the correction of linear motor resistance correction coefficient and the motor coil; and according to the formula

【技术实现步骤摘要】
线性电机的行程计算方法与线性电机
本专利技术涉及电机驱动领域，特别是涉及一种线性电机的行程计算方法与线性电机。
技术介绍
线性压缩机由本体部分和线性电机部分组成，本体部分包括外壳、气缸、气缸盖、活塞、弹簧、后弹簧挡板、前法兰和油泵等部件，线性电机部分包括线圈、内定子、外定子、动子、永磁体等部件。传统往复式压机固定压缩行程，精确控制运行频率。而线性压缩机则是控制压缩行程，而运行频率基本不变，因此线性电机对压缩活塞运行行程的精度要求较高，对行程的计算会直接影响线性压缩机的性能系数(CoefficientOfPerformance，简称COP)。线性电机在计算行程的过程中需要使用电机系数和磁芯电阻，但电机系数和磁芯电阻在线性电机的运行过程中会因温升原因缓慢变化，继而会导致行程计算累计偏差过大，影响控制，降低可靠性。因而行程计算已经是研究线性压缩机的难点。目前的线性压缩机往往采用以下几种方法来规避计算行程的难点：第一种，以固定电机系数运行，除了正常的行程计算外，还通过实时监测功率、频率变化来修正运行行程，达到行程控制目的。该方法不能避免计算行程错误的问题，只能在发生错误之后，降低功率来避免错误行程继续过大。而当累计运行时间较长、运行负载过大时，偏差较大，风险大大增加。第二种，给线性电机内接线圈或其他传感器，通过感生电动势获得活塞位置信息，感应动子运动行程，达到粗略测量行程的目的。该方法在高频运行的情况下精度受限，且对外需要增加1-2个电源接线柱，还需要在定子附近增加传感器线圈等。导致线性电机部分的材料成本上升10％-30％，且存在线圈漏电、接线柱漏氟等隐患。专利技术内容本专利技术的一个目的是提高线性电机行程计算的准确度。本专利技术一个进一步的目的是在降低线性电机的成本的同时提高其工作可靠性。特别地，本专利技术提供了一种线性电机的行程计算方法，其中线性电机包括具有磁芯的线圈，且行程计算方法包括：获取线性电机的外加电压、线圈的电流和线圈的电感；获取线圈的当前磁芯温度，并根据当前磁芯温度确定线性电机的修正电机系数和线圈的修正电阻；以及根据公式计算线性电机的行程X，其中U为线性电机的外加电压，I为线圈的电流，L为线圈的电感，α为线性电机的修正电机系数，R为线圈的修正电阻。可选地，获取线圈的当前磁芯温度的步骤包括：获取线圈的初始磁芯温度、线性电机所在环境的当前温度、线性电机的当前运行功率以及线性电机的累计运行时间；以及根据公式T(t)＝T0+(Ta(t)-T0+k2(t)·P(t))×(1-e-k1·t)计算线圈的当前磁芯温度T(t)，其中T0为线圈的初始磁芯温度，Ta(t)为线性电机所在环境的当前温度，P(t)为线性电机的当前运行功率，t为线性电机的累计运行时间，k1和k2(t)为预设参数。可选地，获取线圈的初始磁芯温度的步骤包括：获取对线圈施加的脉冲宽度调制电压；对脉冲宽度调制电压和线圈的电流进行滤波；根据滤波后的脉冲宽度调制电压和线圈的电流通过预设算法获得线圈的初始电阻；以及根据公式计算线圈的初始磁芯温度T0，其中R0为线圈的初始电阻，R1为线圈的磁芯温度为T1时的已知电阻，T为国标铜质线圈温度参数。可选地，根据当前磁芯温度确定线圈的修正电阻的步骤包括：根据公式计算线圈的修正电阻R。可选地，根据当前磁芯温度确定线性电机的修正电机系数的步骤包括：根据公式α＝α0·(1+k·Δt)计算线性电机的修正电机系数α，其中α0为线圈的磁芯温度为T2时的已知电机系数，k为预设常数，Δt为当前磁芯温度T(t)与T2的差值。可选地，已知电机系数α0和预设常数k均通过预先获取的磁芯温度和电机系数的线性关系图得到。可选地，在获取线圈的当前磁芯温度的步骤之前还包括：获取开启线性电机的触发信号。可选地，在计算线性电机的行程X的步骤之后还包括：判断是否接收到线性电机的关机信号；以及若是，控制线性电机关机。可选地，预设算法包括：移动平均算法或者差分算法。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种线性电机，其包括具有磁芯的线圈，且线性电机配置成利用上述任一种线性电机的行程计算方法计算行程。本专利技术的线性电机的行程计算方法与线性电机，其中线性电机包括具有磁芯的线圈，通过获取线性电机的外加电压、线圈的电流和线圈的电感；获取线圈的当前磁芯温度，并根据当前磁芯温度确定线性电机的修正电机系数和线圈的修正电阻；以及根据公式计算线性电机的行程X，其中U为线性电机的外加电压，I为线圈的电流，L为线圈的电感，α为线性电机的修正电机系数，R为线圈的修正电阻，能够实时获取线圈的当前磁芯温度，并进而对电机系数和磁芯电阻进行及时的修正，提高行程计算的准确度。进一步地，本专利技术的线性电机的行程计算方法与线性电机，获取线圈的当前磁芯温度的步骤包括：获取线圈的初始磁芯温度、线性电机所在环境的当前温度、线性电机的当前运行功率以及线性电机的累计运行时间；以及根据公式T(t)＝T0+(Ta(t)-T0+k2(t)·P(t))×(1-e-k1·t)计算线圈的当前磁芯温度T(t)，其中T0为线圈的初始磁芯温度，Ta(t)为线性电机所在环境的当前温度，P(t)为线性电机的当前运行功率，t为线性电机的累计运行时间，k1和k2(t)为预设参数，通过软件功能的开发来实时计算得到线圈的当前磁芯温度，进而得到修正电机系数和修正电阻，并没有增加复杂的传感器或其他结构，在有效降低线性电机成本的同时保证行程计算准确，提高线性电机的工作可靠性。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的线性电机的行程计算方法的示意图；以及图2是根据本专利技术一个实施例的线性电机的行程计算方法的详细流程图；具体实施方式本实施例首先提供了一种线性电机的行程计算方法，可以实时修正线性电机的电机系数和线圈的磁芯电阻，提高行程计算的准确度。图1是根据本专利技术一个实施例的线性电机的行程计算方法的示意图，本实施例的线性电机包括具有磁芯的线圈。如图1所示，本实施例的线性电机的行程计算方法依次执行以下步骤：步骤S102，获取线性电机的外加电压、线圈的电流和线圈的电感；步骤S104，获取线圈的当前磁芯温度，并根据当前磁芯温度确定线性电机的修正电机系数和线圈的修正电阻；步骤S106，根据公式计算线性电机的行程X。在以上步骤中，步骤S106中的U为线性电机的外加电压，I为线圈的电流，L为线圈的电感，α为线性电机的修正电机系数，R为线圈的修正电阻。由于在线性电机的运行过程中，线性电机的外加电压U、线圈的电流I可以通过各种电压计、电流计直接获取，线圈的电感L随着运行过程中的温度变化只会有极小的漂移，可以忽略不计认为不变，因而只有因温度改变而变化的线性电机的修正电机系数α和线圈的修正电阻R需要及时修正，以保证计算处的行程X是准确的。在一种具体的实施例中，步骤S104中获取线圈的当前磁芯温度的步骤可以包括：获取线圈的初始磁芯温度、线性电机所在环境的当前温度、线性电机的当前运行功率以及线性电机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性电机的行程计算方法，其中所述线性电机包括具有磁芯的线圈，且所述行程计算方法包括：获取所述线性电机的外加电压、所述线圈的电流和所述线圈的电感；获取所述线圈的当前磁芯温度，并根据所述当前磁芯温度确定所述线性电机的修正电机系数和所述线圈的修正电阻；以及根据公式

【技术特征摘要】
1.一种线性电机的行程计算方法，其中所述线性电机包括具有磁芯的线圈，且所述行程计算方法包括：获取所述线性电机的外加电压、所述线圈的电流和所述线圈的电感；获取所述线圈的当前磁芯温度，并根据所述当前磁芯温度确定所述线性电机的修正电机系数和所述线圈的修正电阻；以及根据公式计算所述线性电机的行程X，其中U为所述线性电机的外加电压，I为所述线圈的电流，L为所述线圈的电感，α为所述线性电机的修正电机系数，R为所述线圈的修正电阻。2.根据权利要求1所述的线性电机的行程计算方法，其中获取所述线圈的当前磁芯温度的步骤包括：获取所述线圈的初始磁芯温度、所述线性电机所在环境的当前温度、所述线性电机的当前运行功率以及所述线性电机的累计运行时间；以及根据公式T(t)＝T0+(Ta(t)-T0+k2(t)·P(t))×(1-e-k1·t)计算所述线圈的当前磁芯温度T(t)，其中T0为所述线圈的初始磁芯温度，Ta(t)为所述线性电机所在环境的当前温度，P(t)为所述线性电机的当前运行功率，t为所述线性电机的累计运行时间，k1和k2(t)为预设参数。3.根据权利要求2所述的线性电机的行程计算方法，其中获取所述线圈的初始磁芯温度的步骤包括：获取对所述线圈施加的脉冲宽度调制电压；对所述脉冲宽度调制电压和所述线圈的电流进行滤波；根据滤波后的所述脉冲宽度调制电压和所述线圈的电流通过预设算法获得所述线圈的初始电阻；以及根据公式计算所述线...

【专利技术属性】
技术研发人员：高山，许升，李衡国，宋斌，吴远刚，李孟成，
申请(专利权)人：青岛海尔智能技术研发有限公司，青岛海尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37