一种使用独立绕组驱动拓扑的环形磁驱混合输送系统技术方案

本发明专利技术涉及一种磁悬浮输送系统的技术改进，具体为一种使用独立绕组驱动拓扑的环形磁驱混合输送系统，使用独立绕组驱动技术有效提高磁驱输送系统电机的电流利用率，有效减小动子边缘间距，通过使用环形混合技术降低圆弧段成本；包括动子和定子；所述动子包括动子本体，所述动子本体两端均安装有滚轮，所述动子本体上还设有磁钢和传感器；所述定子包括直线输送部分和圆弧输送部分，所述直线输送部分和圆弧输送部分共同形成环形输送轨道，所述直线输送部分上还设有线圈绕组；动子本体通过滚轮与定子的直线输送部分形成移动副；动子本体与定子的圆弧输送部分形成拨叉结构；动子磁钢形成沿移动方向正弦分布的磁场

【技术实现步骤摘要】
一种使用独立绕组驱动拓扑的环形磁驱混合输送系统


[0001]本专利技术涉及一种磁悬浮输送系统的技术改进，具体为一种使用独立绕组驱动拓扑的环形磁驱混合输送系统
。

技术介绍

[0002]目前国内厂商开发的磁驱输送系统和常规的旋转电机大多都是三相六臂全桥驱动拓扑设计，具体如图1所示
。
这种驱动拓扑下电机存在
u,v,w
三相绕组，
u
，
v
，
w
中的三相电流彼此间隔
120
度的相位差
。
也就是说
u
相电机存在电流时，
v
相和
w
相中也一定会存在彼此间隔
120
度的电流
。
[0003]例如动子的磁钢仅处于
u
相绕组位置，
u
相绕组需要提供相应波形的电流以产生行波磁场，与此同时，
v
相和
w
相绕组也消耗了电流产生了无效的行波磁场
。
[0004]其次，环形磁驱输送系统中实际生产中圆弧部分仅作过渡使用而不需要高精度的定位的圆弧段的电机设计制造
、
传感器设计制造及狭小空间带来的机械部分难以布局，造成环形磁驱输送系统中圆弧部分的成本极高，而且控制难度大
。
[0005]综上所述，可以看出目前现有技术中针对如何有效提高磁驱输送系统电机的电流利用率，有效减小动子边缘间距是一个有待解决的技术问题r/>。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种使用独立绕组驱动拓扑的环形磁驱混合输送系统，使用独立绕组驱动技术有效提高磁驱输送系统电机的电流利用率，有效减小动子边缘间距，通过使用环形混合技术降低圆弧段成本
。
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种使用独立绕组驱动拓扑的环形磁驱混合输送系统，包括动子和定子；所述动子包括动子本体，所述动子本体两端均安装有滚轮，所述动子本体上还设有磁钢和传感器；
[0008]所述定子包括直线输送部分和圆弧输送部分，所述直线输送部分和圆弧输送部分共同形成环形输送轨道，所述直线输送部分上还设有线圈绕组
(9)
；
[0009]动子本体通过滚轮与定子的直线输送部分形成移动副；
[0010]动子本体与定子的圆弧输送部分形成拨叉结构；
[0011]动子磁钢形成沿移动方向正弦分布的磁场，与之对应的线圈绕组中产生相位相差
pi/2
的正弦分布的磁场，驱动动子磁钢前进；
[0012]线圈绕组产生正弦分布的磁场需要三相绕组中分别通有相位相差
120
°
的正弦电流；独立绕组驱动拓扑技术每个线圈一个
H
驱动全桥
。
[0013]作为优选，所述
H
驱动全桥包括
MOSFET
器件
Q1、Q2、Q3
和
Q4
，其中
Q1
与
Q2
反相，
Q3
与
Q4
反相，通过
Q1
与
Q2
两个
MOSFET
器件的
PWM
占空比的大小来控制线圈绕组中的电流幅值与相位，实现任意绕组中电流的幅值与相位的控制
。
[0014]作为优选，当动子经过相应的线圈绕组组成新的三相电机，并独立的控制每相线
圈绕组的赋值与相位，使之耦合形成沿移动方向正弦分布且与动子的磁钢的磁场相位相差
pi/2
的行波磁场，动子由于磁场力的作用受控的移动
。
[0015]作为优选，所述动子本体上方设有滚轮支架一，滚轮设在滚轮支架一的两侧，动子本体通过滚轮支架一上的滚轮与定子的上端卡和并与定子的直线输送部分形成移动副
。
[0016]作为优选，所述动子本体下方设有滚轮支架二，滚轮设在滚轮支架二的两侧，动子本体通过滚轮支架二上的滚轮与定子的下端相抵并与定子的直线输送部分形成移动副
。
[0017]作为优选，所述圆弧输送部分上还设有齿轮盘和电机，所述齿轮盘由电机驱动，所述滚轮支架一上设有齿牙，所述滚轮支架一通过齿牙与齿轮盘啮合
。
[0018]本专利技术的使用独立绕组驱动拓扑的环形磁驱混合输送系统具备以下有益效果：本专利技术的独立绕组驱动拓扑技术每个线圈一个使用
H
全桥，其中每相绕组电流相互独立，即实现了任意绕组中电流的波形控制，而不依赖于与该绕组相邻的绕组
。
[0019]仍以上述工况为例，
u(
此时本质上已经没有
uvw
的概念了
)
相绕组中存在电流时，
vw
相绕组中不存在电流，不产生无效的行波磁场，发热量也相应减少，磁驱输送系统可靠性进一步提高
。
除了发热量以外，独立绕组驱动拓扑还带来一个好处，也就是动子磁钢边缘间距较小，可以仅预留一个线圈的距离，三相六臂桥式驱动拓扑需要至少间隔三到四个线圈的距离，对于动子密集或者小动子的应用场景则无法实现
。
[0020]当定子处于水平状态或垂直状态时，使用齿轮机构或者拨叉机构提供更大的动子前进的动力，机构简单，实现低成本的过渡
。
附图说明
[0021]图1为现有技术的三相六臂全桥的驱动拓扑示意图；
[0022]图2为本专利技术的系统的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术的系统的局部结构示意图一；
[0024]图4为本专利技术的系统的局部结构示意图二；
[0025]图5为本专利技术的系统的
H
驱动全桥的驱动拓扑示意图
。
[0026]图中：
1、
动子；
2、
定子；
3、
动子本体；
4、
滚轮；
5、
磁钢；
6、
传感器；
7、
直线输送部分；
8、
圆弧输送部分；
9、
线圈绕组；
10、
滚轮支架一；
11、
滚轮支架二；
12、
齿轮盘；
13、
电机；
14、
齿牙
。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0028]本专利技术的使用独立绕组驱动拓扑的环形磁驱混合输送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种使用独立绕组驱动拓扑的环形磁驱混合输送系统，包括动子
(1)
和定子
(2)
；其特征在于，所述动子
(1)
包括动子本体
(3)
，所述动子本体
(3)
两端均安装有滚轮
(4)
，所述动子本体
(3)
上还设有磁钢
(5)
和传感器
(6)
；所述定子
(2)
包括直线输送部分
(7)
和圆弧输送部分
(8)
，所述直线输送部分
(7)
和圆弧输送部分
(8)
共同形成环形输送轨道，所述直线输送部分
(7)
上还设有线圈绕组
(9)
；动子本体
(3)
通过滚轮
(4)
与定子
(2)
的直线输送部分
(7)
形成移动副；动子本体
(3)
与定子
(2)
的圆弧输送部分
(8)
形成拨叉结构；动子磁钢
(5)
形成沿移动方向正弦分布的磁场，与之对应的线圈绕组
(9)
中产生相位相差
pi/2
的正弦分布的磁场，驱动动子磁钢
(5)
前进；线圈绕组
(9)
产生正弦分布的磁场需要三相绕组中分别通有相位相差
120
°
的正弦电流；独立绕组驱动拓扑技术每个线圈一个
H
驱动全桥
。2.
如权利要求1所述的使用独立绕组驱动拓扑的环形磁驱混合输送系统，其特征在于，所述
H
驱动全桥包括
MOSFET
器件
Q1、Q2、Q3
和
Q4
，其中
Q1
与
Q2
反相，
Q3
与
Q4
反相，通过
Q1
与
Q2
两个
MOSFET
器件的
PWM
占空比的大小来控制线圈绕组中的电流幅值与相位，实现任意绕组中电流的幅值与相...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚华，陈莹，韩均广，孙晓刚，贾清，
申请(专利权)人：无锡敏行智控系统有限公司，
类型：发明
国别省市：