【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人用双凸极混合励磁电机及其控制系统
[0001]本专利技术涉及工业机器人领域，尤其涉及一种工业机器人用双凸极混合励磁电机及其控制系统。
技术介绍
[0002]开关磁阻电机作为一种典型的双凸极电机，具有结构简单、容错能力强和控制灵活的优势，在工业机器人领域具有良好的应用前景。两自由度开关磁阻电机是两自由度电机和开关磁阻电机的有效集成，能够实现直线运动、旋转运动和螺旋运动，满足工业机器人多自由度运动的需求。但是由于两自由度开关磁阻电机中两层双凸极结构和双重脉冲供电方式的影响，会进一步加剧推力脉动和转矩脉动。同时传统开关磁阻电机的无稀土特性也会带来推力密度和转矩密度的降低，严重阻碍了双凸极两自由度开关磁阻电机在工业机器人场合的应用前景。因此为了满足工业机器人直驱电机高推力密度、高转矩密度、低推力脉动和低转矩脉动的要求，本专利提出一种双凸极混合励磁电机及其控制系统，为工业机器人驱动电机系统的性能提升奠定良好的基础。
技术实现思路
[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种工业机器人用双凸极混合励磁电机，其特征在于，所述双凸极混合励磁电机包括：直线单元定子、动子和旋转单元定子；其中所述直线单元定子和所述旋转单元定子均采用嵌入永磁体和多齿相结合的结构，能够在增加功率密度、降低推力脉动和削弱转矩脉动的同时降低齿槽转矩；所述动子采用内凸极齿分段错开和各相沿圆周分布的结构，同时在动子轭部嵌入隔磁层，能够保证各相磁路对称，降低转矩脉动；同时直线单元各相和旋转单元各相独立，能够缺相运行，容错能力强；所述直线单元能够同时生成直线推力和旋转转矩，能够进一步增强系统的容错能力和控制的灵活性。2.一种控制系统，其特征在于，所述控制系统用于控制工业机器人用双凸极混合励磁电机，所述双凸极混合励磁电机包括：直线单元定子、动子和旋转单元定子；其中所述直线单元定子和所述旋转单元定子均采用嵌入永磁体和多齿相结合的结构，能够在增加功率密度、降低推力脉动和削弱转矩脉动的同时降低齿槽转矩；所述动子采用内凸极齿分段错开和各相沿圆周分布的结构，同时在动子轭部嵌入隔磁层，能够保证各相磁路对称，降低转矩脉动；同时直线单元各相和旋转单元各相独立，能够缺相运行，容错能力强；所述直线单元能够同时生成直线推力和旋转转矩，能够进一步增强系统的容错能力和控制的灵活性；所述控制系统由三个全桥功率变换器组成，每个所述全桥功率变换器由三个桥臂组成，分别为第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述第一桥臂包括第一开关管、第二开关管、第一二极管和第二二极管，其中所述第一开关管的第一极与直流电源正极和第一电容的一端相连，所述第一开关管的第二极与所述第二开关管的第一极相连并作为所述第一桥臂的中点，所述第二开关管的第二极与所述直流电源的负极和所述第一电容的另一端相连，所述第一二极管的阴极与所述第一开关管的第一极相连，所述第一二极管的阳极与所述第一开关管的第二极相连，所述第二二极管的阴极与所述第二开关管的第一极相连，所述第二二极管的阳极与所述第二开关管的第二极相连；所述第二桥臂包括第三开关管、第四开关管、第三二极管和第四二极管，其中所述第三开关管的第一极与直流电源正极和第一电容的一端相连，所述第三开关管的第二极与所述第四开关管的第一极相连并作为所述第二桥臂的中点，所述第四开关管的第二极与所述直流电源的负极和所述第一电容的另一端相连，所述第三二极管的阴极与所述第三开关管的第一极相连，所述第三二极管的阳极与所述第三开关管的第二极相连，所述第四二极管的阴极与所述第四开关管的第一极相连，所述第四二极管的阳极与所述第四开关管的第二极相连；所述第三桥臂包括第五开关管、第六开关管、第五二极管和第六二极管，其中所述第五开关管的第一极与直流电源正极和第一电容的一端相连，所述第五开关管的第二极与所述第六开关管的第一极相连并作为所述第三桥臂的中点，所述第六开关管的第二极与所述直流电源的负极和所述第一电容的另一端相连，所述第五二极管的阴极与所述第五开关管的第一极相连，所述第五二极管的阳极与所述第五开关管的第二极相连，所述第六二极管的阴极与所述第六开关管的第一极相连，所述第六二极管的阳极与所述第六开关管...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐帅，刘艳红，张宽，刘陈，赵朝阳，齐歌，李忠文，程志平，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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