用于感应直线电机的分段供电系统技术方案

本发明专利技术公开了用于感应直线电机的分段供电系统，涉及感应电机领域。该分段供电系统包括：供电线、中间线、次级、N段初级和N个切换开关，偶数段的初级的第一端通过切换开关与供电线连接，偶数段的初级的第二端与中间线连接，奇数段的初级的第一端与通过切换开关与中间线连接，奇数段的初级的第二端互相连接，每个切换开关用于根据次级的位置控制每段初级的通断，其中，N≥2。本发明专利技术提供的分段供电系统，适用于感应直线电机，减少了供电电源的数量，降低了成本，并且解决了双电源供电存在的变频器工作不同步导致的推力波动问题，减小了开关对供电系统的影响。

Sectional power supply system for induction linear motor

【技术实现步骤摘要】
用于感应直线电机的分段供电系统
本专利技术涉及感应电机领域，尤其涉及一种用于感应直线电机的分段供电系统。
技术介绍
对于采用长初级短次级的结构的大功率的感应直线电机，由于初级的线圈在通电后会在内阻上产生电能损耗，因此在长距离的直线电机运动控制中，通常采用分段供电的控制方法以减少初级的损耗。分段供电的具体做法是将初级分成多段，在供电时根据次级的运动位置，对初级段进行相应的开通和关断，使供电电源只对次级运动位置附近的初级段进行供电，其他初级段不进行供电，通过为相邻的两段初级进行供电，就能够满足次级的运动需求。目前，常用的分段供电方法是由两个电源分别对相邻的两段初级进行交替控制，即奇数段和偶数段分别用一套独立的电源进行供电，在次级运动到下一个初级段的位置时，只对当前初级段及下一个初级段进行供电。这种方案由于使用了两套供电电源，导致双电源供电会存在变频器工作不同步的问题，从而产生推力波动，对感应直线电机的工作稳定性产生影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于感应直线电机的分段供电系统。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于感应直线电机的分段供电系统，包括：供电线、中间线、次级、N段初级和N个切换开关，偶数段的所述初级的第一端通过所述切换开关与所述供电线连接，偶数段的所述初级的第二端与所述中间线连接，奇数段的所述初级的第一端与通过所述切换开关与所述中间线连接，奇数段的所述初级的第二端互相连接，每个所述切换开关用于根据所述次级的位置控制每段所述初级的通断，其中，N≥2。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的分段供电系统，通中间线将奇数段与偶数段连接在一起，使用同一个供电电源进行供电，减少了供电电源的数量，降低了成本，并且解决了双电源供电存在的变频器工作不同步导致的推力波动问题，减小了开关对供电系统的影响。本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。附图说明图1为本专利技术分段供电系统的实施例提供的结构示意图；图2为本专利技术分段供电系统的其他实施例提供的位置关系示意图；图3为本专利技术分段供电系统的其他实施例提供的位置关系示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。对于感应直线电机而言，直线电机的初级相当于旋转电机的定子，是由绕组缠绕硅钢片而成的。在旋转电机中，当绕组通电时硅钢片上就产生了旋转磁场带动转子旋转；而在直线电机中，初级通电产生正向行波磁场，带动次级做直线运动。如图1所示，为本专利技术分段供电系统的实施例提供的结构示意图，该分段供电系统适用于感应直线电机，包括：供电线、中间线、次级、N段初级和N个切换开关，偶数段的初级的第一端通过切换开关与供电线连接，偶数段的初级的第二端与中间线连接，奇数段的初级的第一端与通过切换开关与中间线连接，奇数段的初级的第二端互相连接，每个切换开关用于根据次级的位置控制每段初级的通断，其中，N≥2。需要说明的是，初级和切换开关的数量可以根据实际需求设置，切换开关与初级是一一对应的关系，每个切换开关分别控制一个初级，如图1所示，供电线可以提供三相电，每个切换开关可以包括3个子开关，每个子开关分别控制其中一相电的通断。每段奇数段的初级的第二端的三相输出采用星形连接方法，并且全部的奇数段的初级互相连接。应理解，图中给出的仅为电路结构示意图，并不代表电机内部的实际结构布置，初级可以按照初级1段、初级2段、初级3段、初级4段……的顺序呈直线排布，使次级沿着初级的排布方向运动。假设次级的长度与初级长度相同，那么当次级从初级1段开始向初级N段运动时，此时初级1段和初级2段的切换开关是闭合的，其他初级的切换开关断开，此时供电线向初级1段和初级2段供电。当次级运动到初级3段时，初级3段的切换开关闭合，初级2段的切换开关保持闭合不变，初级1段的切换开关断开，此时，供电线向初级1段供电，并通过中间线向初级3段供电。当次级运动到初级4段时，初级4段的切换开关闭合，初级3段的切换开关保持闭合不变，初级2段的切换开关断开，此时，供电线向初级3段和初级4段供电。当次级继续运动时，依次类推，不再赘述。应理解，奇数段和偶数段只是初级分段的名称，在不付出创造性劳动的前提下，本领域技术人员也可以将与供电线连接的初级段命名为奇数段，将与中间线连接的初级段命名为偶数段，这只是命名方式的可选改变，而不是本专利技术实质内容的改变，并未超出本专利技术保护的范围。本实施例提供的分段供电系统，通中间线将奇数段与偶数段连接在一起，使用同一个供电电源进行供电，减少了供电电源的数量，降低了成本，并且解决了双电源供电存在的变频器工作不同步导致的推力波动问题。可选地，在一些实施例中，如图2所示，全部初级按照奇偶间隔的顺序排布成直线。例如，可以按照第1段初级、第2段初级、第3段初级、第4段初级……的顺序排布。可选地，在一些实施例中，如图2所示，还包括：切换控制器和N-1个位置传感器，每个位置传感器分别设置在相邻两段初级之间，位置传感器用于检测次级的位置信息，并将位置信息发送给位置切换器，位置切换器用于根据位置信息控制每个切换开关的开合。通过在两段初级之间设置位置传感器，能够精确获取次级的位置信息，从而精确控制每段初级的切换开关。具体地，位置传感器可以按照第1段初级、第1个位置传感器、第2段初级、第2个位置传感器、第3段初级、第3个位置传感器、第4段初级、第4个位置传感器、……的顺序排布。可选地，在一些实施例中，位置切换器具体用于根据每段初级的长度L1、次级的长度L2、相邻两段初级之间间隙的长度L3和位置信息，控制每个切换开关的开合。可选地，在一些实施例中，如图2所示，当L2≤L4时，位置切换器具体用于当第n个位置传感器检测到次级时，打开第n+1段初级的切换开关，使第n+1段初级通电，并关闭第n-1段初级的切换开关，使第n-1段初级断电，其中，L4＝L1+L3。例如，如图2所示，当次级的长度L2小于单段初级的长度L1与初级间隙L3之和时，通过对次级所在位置处相邻的两段初级进行供电，就能够满足次级的运动需求。具体地，当次级运动到第2个位置传感器时，可以打开运动方向上下一个初级的切换开关，即第3段初级的切换开关，此时关闭第1段初级的切换开关，使第2段初级和第3段初级提供次级运动的推力，而由于次级的长度L2≤L4，那么2段初级显然能够完全覆盖次级，满足次级运动的推力需求。可选地，在一些实施例中，当(m-1)L4＜L2≤mL4时，位置切换器具体用于当第n个位置传感器检测到次级时，打开第n+1段初级的切换开关，使第n+1段初级通电，并关闭第n-m段初级的切换开关，使第n-m段初级断电，其中，2≤m≤n，L4＝L1+L3。应理解，m为常数。当次级的长度较长时，可以增加同时通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于感应直线电机的分段供电系统，其特征在于，包括：供电线、中间线、次级、N段初级和N个切换开关，偶数段的所述初级的第一端通过所述切换开关与所述供电线连接，偶数段的所述初级的第二端与所述中间线连接，奇数段的所述初级的第一端与通过所述切换开关与所述中间线连接，奇数段的所述初级的第二端互相连接，每个所述切换开关用于根据所述次级的位置控制每段所述初级的通断，其中，N≥2。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于感应直线电机的分段供电系统，其特征在于，包括：供电线、中间线、次级、N段初级和N个切换开关，偶数段的所述初级的第一端通过所述切换开关与所述供电线连接，偶数段的所述初级的第二端与所述中间线连接，奇数段的所述初级的第一端与通过所述切换开关与所述中间线连接，奇数段的所述初级的第二端互相连接，每个所述切换开关用于根据所述次级的位置控制每段所述初级的通断，其中，N≥2。


2.根据权利要求1所述的用于感应直线电机的分段供电系统，其特征在于，全部所述初级按照奇偶间隔的顺序排布成直线。


3.根据权利要求2所述的用于感应直线电机的分段供电系统，其特征在于，还包括：切换控制器和N-1个位置传感器，每个所述位置传感器分别设置在相邻两段初级之间，所述位置传感器用于检测所述次级的位置信息，并将所述位置信息发送给所述位置切换器，所述位置切换器用于根据所述位置信息控制每个所述切换开关的开合。


4.根据权利要求3所述的用于感应直线电机的分段供电系统，其特征在于，所述位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永康，李雨蔓，王喆，蔡志伟，董文博，李响，张建泉，
申请(专利权)人：中国科学院空间应用工程与技术中心，
类型：发明
国别省市：北京;11