直驱电机装置及其鉴别方法及力控的控制方法和用途，一种直驱电机装置，其特征是：有一个永磁同步无刷电机为信号电机，一个永磁同步无刷电机为电动机，两个电机安装在同轴上组合为同轴一体化的直驱电机装置，信号电机和电动机都为两相或两相以上的相同相数，两个电机的永磁极的磁极Ｎ和Ｓ间置且磁极对数相同；直驱电机装置是以力控方法控制的；所述用途包括：用于滚动摆体驱动装置、悬挂摆体驱动装置、自返回驱动装置、自往复驱动装置、助力驱动装置、人力导向驱动装置等力控用途。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有信号电机的都为永磁同步无刷的一体化电动机装置。是一种可以 用控制器驱动的电动机装置。
技术介绍
由于现有电动机都按预定方向驱动，使得无预定方向驱动装置只在休闲、娱乐的滚 摆体中出现，典型的是中国专利申请号03143939.乂，〈〈一种驱动摆体的方法 和电磁驱动机构〉〉，其驱动装置的控制实质特点就是，信号绕组共用电动机磁路，因而 产生同步信号可直接驱动电动机，进而随摆体摆动方向自然地改变驱动方向，其装置忽 略了同一电动机信号绕组感应的自激信号难于消除，使其方案难于运用。另一方面，人 们对一般滚摆体的驱动性要求仍停留在玩具类的次要技术标准上，因而通用的滚摆体驱 动装置没有出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种独立性直驱电机装置。由于其电机可以包括采用基本功 率驱动器直接驱动的基础上，所述直驱还表明区别于开关或指令控制的驱动装置。 本专利技术的目的在于提供一种直驱电机装置的鉴别方法。 本专利技术的目的在于提供一种直驱电机装置力控的控制方法。 本专利技术的目的在于提供一种直驱电机装置的力控用途。 以下说明本专利技术的特点。图1为单相直驱电机装置原理演示图，信号电机1和电动机2共用同轴3，两电机 都为完全相同的单相永磁同步无刷电机，两电机内的磁电位置对应相同，因而等效于同 一电机磁电及位置规律，信号电机l的引出线经功率驱动器4后与电动机2相连，当功 率驱动器接通电源时，直驱电机处于待机不转状态，再以力控5或手力转动同轴3时， 信号电机l发电，产生动态信号；信号电机l的动态信号输送到功率驱动器4，将动态 信号放大；信号电机l产生的动态信号同时作为运动方向信号、磁极换相信号、调速或 调功信号；功率驱动器4将动态信号送到电动机2;联动的信号电机1又产生新的动态 信号，如此往复的机电正激循环不断，直驱电机将顺力控导向的方向启动并且迅速达较 高速。当同轴3受阻力时减速，阻力一定时直驱电机驱于停转。手动转动同轴3引导电 动机2反转时，原理与上述也相同。如图1中将输入端交换倒相，或将输出端交换倒相，其结果是直驱电机总为制动功能，但实际采用短接制动方式。上述原理模型演示还反映单相的直驱电机装置驱动脉动大，由于是软驱动特性，因 而单相直驱电机装置不适于实际力控性运用，还要求信号电机简单易安装，易于实施， 本专利技术直驱电机装置的技术方案如下一种直驱电机装置，其特征是有一个永磁同步无刷电机为信号电机， 一个永磁同 步无刷电机为电动机，两个电机安装在同轴上组合为同轴一体化的直驱电机装置，信号 电机和电动机都为两相或两相以上的相同相数，两个电机的永磁极的磁极N和S间置且 磁极对数相同，其永磁极都在转子上，绕组磁极都在定子上，其信号电机占用体积为电 动机体积的二分之一以下，以减小机体的体积；信号电机与电动机的位置对应关系为两电机不动时，信号电机对应电动机每一对 应相的绕组磁极分别与各自电机内距离最近的同名磁极N或S之间的位置相同。为便于进一步理解上术方案，附图2所示为本专利技术直驱电机装置的结构示意图，其 组成由信号电机(8)与电动机(10)合并为同轴一体化的直驱电机装置(9)，其电动 机(10)及信号电机(8)可以是外定子结构，也可以是外磁转子结构，其电机结构以 电动机的结构为准，外观上，外定子式直驱电机与外磁转子式直驱电机的必然区别在于 引出导线的位置不同，外磁转子直驱电机从同轴3的孔中引出导线。当信号电机与电动 机为内、外磁转子式结构混用时，为便于引出导线，信号电机可选用一侧固定的侧盘形 结构，由于半敞开方式而不阻碍导线通过。信号电机8与电动机10的位置对应关系可参 考图4，随后作说明。图3为外定子式直驱电机与驱动装置结构连接图。外定子式直驱电机35的信号电 机可采用外定子结构，信号电机6各相分别经过功率驱动器19的各驱动通道与电动机 36的相应对应相连接，功率驱动器19采用基本模拟挽功率驱动器，实现线性驱动。功 率驱动器19还可以采用基本交流脉宽调制的PWM功率驱动器。并以信号电机产生正 弦波调制信号，进而实现模拟线性等效的脉宽调制的SPWM驱动方式。获得自控控调 功调速功能，功率驱动器19通电以后，受力控5控制，其运转特点与图1所示单相直 驱电机装置的特点相一致，由于采用2相或3相驱动，使驱动转矩脉动小，线性双向驱 动性能可靠。并受力控控制直接驱动的特点。图4为外定子式直驱电机装置位置对应关系示意图。信号电机6与电动机36由同 轴3沿虚线连接，两电机的机壳沿虚线相互固定，为便于比较，图4中的信号电机6画 得比实际的大，信号电机6与电动机36的位置对应关系为直驱电机不转动时，信号电机6的A相绕组磁极13相对距离最近的永磁极15的N极的位置，与电动机36的A 相绕组磁极14相对距离最近的永磁极16的N极的位置为相同关系；同样，两电机以永 磁极S为参考位置也为相同关系。进而比较B相或C相其结果一致。上述外定子式直驱电机装置位置对应关系也适用于外磁转子直驱电机装置，也适用 于内、外磁转子式电机混用时的位置对应关系，只是形式上绕组磁极与永磁极对换位置。不难理解，直驱电机的位置对应关系实际处于在封闭状态难于实际操作，需要简单 的鉴别方法。本专利技术专利中，由于信号电机与电动机的相同结构及电磁位置规律，因而 力控5或手力转动同轴3时，信号电机及电动机能产生同步的发电信号，于是可以用发 电的同步信号进行鉴别。装配直驱电机装置及校正位置对应关系及鉴别位置对应关系，在直驱电机的基础 上，都可采用两电机发电势电压相位为同步对应的方法，其方法具体在于直驱电机装 置以手动方式分别正、反向转动时，用示波器判定信号电机与电动机每一对应相绕组产 生的发电势的相位为同步对应关系，即两电机各对应相发电势相位过零点相同，其两个 电机各对应相的相位完全同相或完全反相。总的说，直驱电机装置的机体结构在普通永磁同步无刷电机的基础上，其意义在于 直驱电机在动态时，信号电机能同时产生独立的磁极换相信号、运转方向信号、运转速 度信号，上述三种信号使直驱电机装置机体集基本完整的驱动逻辑信号部件于一体。进 而可以用模拟推挽功率驱动电路直接驱动，或以交流脉宽调制的PWM基本功率驱动器 直接驱动，并由于信号电机的动态信号为与速度正比变化的正弦波信号，因而自然构成 交流脉宽调制的SPWM驱动方式。再进一步直驱电机装置适于力控控制。附图说明图1为单相直驱电机装置原理演示图。图2为直驱电机装置的结构示意图。图3为外定子式直驱电机与驱动装置连接图。图4为外定子式直驱电机装置位置对应关系示意图。图5为外定子式直驱电机装置轴向剖面图。图6为信号电机轴向剖视图。图7为信号电机的绕组定子与磁极转子的平面图。图8为外磁转子式直驱电机装置轴向剖面图。图9为信号电机轴向剖视图。图10为有门槛电平的模拟功率驱动器电路原理图。图11为无门槛电平的模拟功率驱动器电路原理图。图12为交流脉宽调制PWM功率驱动电路电路原理方框图。图13为直驱电机装置驱动滚摆体的结构图。图14为直驱电机装置的PWM功率驱动器电路原理图。图15为PWM功率驱动器单相的SPWM脉宽调制信号波形。图16直驱电机装置的驱动系统力控关系方框图。图17为直驱电机装置驱动的自往复装置结构图。图18为直驱电机装置驱动的皮带助力机结构图。图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直驱电机装置，其特征是：有一个永磁同步无刷电机为信号电机，一个永磁同步无刷电机为电动机，两个电机安装在同轴上组合为同轴一体化的直驱电机装置，信号电机和电动机都为两相或两相以上的相同相数，信号电机和电动机的永磁极的磁极Ｎ和Ｓ间置且磁极对数相同，信号电机和电动机的永磁极都在转子上，信号电机和电动机的绕组磁极都在定子上，信号电机占用体积为电动机体积的二分之一以下； 信号电机与电动机的位置对应关系为：两电机不动时，信号电机对应电动机每一对应相的绕组磁极分别与各自电机内距离最近的同名磁极（Ｎ或Ｓ）之间的位置相同。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉彬，
申请(专利权)人：刘吉彬，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]
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