[发明专利]大驱动力永磁体电磁驱动装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电学领域中的一种直线驱动的装置，特别涉及一种永磁体电磁驱动装置。本发明还涉及这种驱动装置的控制方法。

背景技术

本发明人从2009年11月26日开始陆续申请了三个发明，申请号依次为200910234647.X、201010175164.X和201010198078.0，这些发明公开了一种永磁体电磁驱动装置，这种电磁驱动装置能产生较大的行程，并在大行程范围内提供比较均衡的电磁力，有些是含稳态的。

要想增加永磁体电磁驱动装置的驱动力，必须增加输入给线圈的电功率，导致线圈的温度增加，这就限制了永磁体电磁驱动装置所能提供的最大驱动力。如果将原来由一个线圈完成的任务更改为由多个线圈来完成；原来输入给一个线圈的功率由多个线圈分担，每个线圈的温升就减少了，这样就可以输入更大的总功率了，即由多个线圈对多个动磁铁产生电磁力的合力就大了。更重要的是，输入总功率相同的情况下，采用多个永磁体驱动装置组合一起对外驱动，比单独的一个永磁体驱动装置对外产生的驱动力要大，能显著提高单位输入功率所能提供的驱动力。这就是本发明人在前三个发明的基础上研制出的大驱动力永磁体电磁驱动装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中受线圈温升限制驱动力不够大和单位输入功率所能提供的驱动力小的不足之处，提供一种驱动力大并且力效率也高的永磁体电磁驱动装置。本装置是对本人前三个关于永磁体电磁驱动装置发明的改进。

本发明是通过以下技术方案实现的：所述大驱动力永磁体电磁驱动装置也是由动磁铁、输出件、基体及线圈组成。它可以看作是由多个独立的永磁体电磁驱动器组合而成。各独立的永磁体电磁驱动器的基体通过机械连接相互之间位置固定，构成本装置的基体；各独立的永磁体电磁驱动器的输出件也通过连接相互之间位置固定，构成本装置的输出件；本装置输出件对外提供的驱动力等于各独立驱动器所提供驱动力的合力；每个独立的永磁体电磁驱动器至少包含一个线圈和一个动磁铁，各独立的永磁体电磁驱动器可以同轴而共用同一个输出件和同一个基体；因同轴而共用同一个输出件和同一个基体的各永磁体电磁驱动器合在一起称为一根永磁体电磁驱动器。所述的永磁体电磁驱动器实质上就是专利200910234647.X或专利201010175164.X或专利201010198078.0中的永磁体电磁驱动装置。动磁铁、输出件、基体、电磁力以及其他一些概念也与前述专利中规定相同。一般情况下驱动力就是电磁力。

本装置也可包含一个或多个用于检测动磁铁位置的部件，作为控制电路所需的位置传感器。尤其当该装置应用领域要求较高，必须知道动磁铁当前位置的情况。对于特别简单的应用可以不需要位置传感器。

一种最简单的大驱动力永磁体电磁铁驱动装置仅由一根永磁体电磁驱动器组成；每个线圈都与基体内部的圆柱形空腔同轴，沿轴线方向各线圈间隔适当距离；每个线圈既可以单独通电使用，也可以与其他线圈适当组合连接通电使用；沿轴线方向各动磁铁间隔适当距离被固定在输出件轴线上；沿轴线方向充磁的动磁铁和输出件一起构成可在空腔中沿轴线方向运动的部件。线圈可以等间距沿轴线分布，也可以不等间距灵活布置。一个线圈和对应的一个动磁铁连同共用的输出件轴线及基体就构成最基本的永磁体电磁驱动器单元。一根永磁体电磁驱动器就可分解为多个独立的永磁体电磁驱动器单元，由于共用输出件和基体，自然各单元的输出件就连在一起，基体也是连在一起的。

为了提供更大的驱动力，可将多根永磁体电磁驱动器组合起来，即大驱动力永磁体电磁驱动装置可由多根永磁体电磁驱动器机械并联构成。每根永磁体电磁驱动器的基体互相连接固定构成本装置的基体；每根永磁体电磁驱动器的输出件也互相连接固定构成本装置的输出件；最后输出件就可对外做功，把运动形式或力输出。

当采用多根永磁体电磁驱动器机械并联构成本装置时，每根永磁体电磁驱动器可以仅包含一个动磁铁和一个线圈，或者仅包含一个动磁铁和两个线圈，或者仅包含两个动磁铁和一个线圈。这时，每根永磁体电磁驱动器就不必由多个永磁体电磁驱动器单元构成了。

当采用多根永磁体电磁驱动器机械并联构成本装置时，每根永磁体电磁驱动器也可包含多个动磁铁和多个线圈，其每个线圈都与其基体内部的圆柱形空腔同轴，沿轴线方向各线圈间隔适当距离；每个线圈既可以单独通电使用，也可以与其他线圈适当组合连接通电使用；沿轴线方向各动磁铁间隔适当距离被固定在输出件轴线上；沿轴线方向充磁的动磁铁和输出件一起构成可在空腔中沿轴线方向运动的部件。