動磁鐵式直線電機的功率切換裝置及方法
2023-05-25 17:52:51 1
動磁鐵式直線電機的功率切換裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種動磁鐵式直線電機的功率切換裝置及方法，該裝置包括控制板、功率驅動器、功率切換板及位置測量單元，功率切換板包括：相電流檢測模塊、位置信號輸入模塊、控制模塊及線圈切換模塊；控制板、功率驅動器、相電流檢測模塊、控制模塊及線圈切換模塊依次連接，線圈切換模塊與動磁鐵式直線電機的線圈相連，位置測量單元固定在線圈上並與位置信號輸入模塊相連，位置信號輸入模塊與控制模塊相連，控制模塊與所述控制板相連。本發明只需一個功率驅動器就可對動磁鐵式直線電機驅動，控制板根據磁鋼陣列的位置和線圈的電流值，對線圈切換，保證了長行程直線電機的運動，不但結構簡單，而且使用多個驅動器造成成本昂貴的問題也得到解決。
【專利說明】動磁鐵式直線電機的功率切換裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及直線電機，特別涉及一種動磁鐵式直線電機的功率切換裝置及方法【背景技術】
[0002]直線電機是一種能夠直接做直線運動的電動機，由於它消除了由旋轉電機實現直線運動時所必需的蝸輪、蝸杆及絲槓等中間機構，故而精度、速度和可靠性都大大提高，且其應用範圍廣泛，在數控工具機、磁浮列車和半導體加工方面都有應用。
[0003]其中，動磁鐵式直線電機是一種比較常用的直線電機，傳統的動磁鐵式直線電機是通過將線圈表面的絕緣導體去除，然後在磁鋼上加上電刷，當磁鋼運動時，只有在磁鋼下面的線圈通過電刷通電。這樣的好處是其它不工作的線圈不需要通電，降低了電能的消耗，缺點是電刷本身容易磨損，降低了直線電機的穩定性和可靠性。另一種是對應每組線圈都有對應的功率驅動器來控制，這樣的好處是去掉了電刷，提高了可靠性，但是隨著電機行程的加長，功率驅動器的數量也會增加，這樣的成本會很高。具體請參照圖1，現有一種動磁鐵式直線電機線圈功率驅動分配方法，該方法是將動磁鐵式直線電機的長方形定子線圈6分為η個劃分區域，所述定子線圈6由多個定子5組成，每個劃分區域分為工作狀態區3和過渡狀態區4，根據每個區中的線圈數量，確定功率驅動器的總數量，組成驅動器陣列7，將驅動器陣列7通過開關設備8和線纜9與定子線圈6相連，並保證每個驅動器與每個劃分區域內對應位置的線圈通過開關設備8連接。根據磁鋼陣列2的位置，確定定子線圈6的工作範圍，利用過渡狀態區4的限定，控制線圈通斷及電流，實現動子I的大行程運動。這個方案比之前的方法減少了功率驅動器的數量；但是從總體上來說還是需要一定數量的驅動器才能保證電機的工作，由於功率驅動器的價格比較昂貴，成本也只是相對減少。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種動磁鐵式直線電機的功率切換裝置及方法，以克服現有技術中的動磁鐵式直線電機的功率驅動器數量較多，成本較高的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供一種動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，包括控制板、功率驅動器、功率切換板以及位置測量單元，所述功率切換板包括:相電流檢測模塊、位置信號輸入模塊、控制模塊以及線圈切換模塊；其中，所述控制板、功率驅動器、相電流檢測模塊、控制模塊以及線圈切換模塊依次連接，所述線圈切換模塊與動磁鐵式直線電機的線圈相連，所述位置測量單元測量所述動磁鐵式直線電機的磁鋼陣列與線圈的相對位置信號並與所述位置信號輸入模塊相連，所述位置信號輸入模塊與所述控制模塊相連，所述控制模塊與所述控制板相連。
[0006]作為優選，所述控制板通過一控制線纜與所述功率驅動器相連。
[0007]作為優選，所述控制板通過一控制線纜、串口線或者光纖通訊線與所述控制模塊相連。
[0008]作為優選，所述位置測量單元採用光柵尺或雷射幹涉儀，所述光柵尺或雷射幹涉儀通過一信號電纜與所述位置信號輸入模塊相連。
[0009]作為優選，所述線圈切換模塊通過一動力線纜與動磁鐵式直線電機的線圈相連。
[0010]作為優選，所述功率驅動器通過一三相線纜與所述相電流檢測模塊相連。
[0011]作為優選，所述相電流檢測模塊包括電流傳感器、以及信號放大電路和A/D轉換電路，所述電流傳感器與所述三相線纜以及信號放大電路和A/D轉換電路相連，所述信號放大電路和A/D轉換電路與所述控制模塊相連。
[0012]作為優選，所述功率切換板還包括撥鍵選擇單元，所述撥鍵選擇單元與所述控制模塊相連。
[0013]作為優選，所述控制模塊採用FPGA作為控制晶片。
[0014]作為優選,所述線圈切換模塊包括若干組相同的電路單元,每組電路單元包括依次連接的信號緩衝器、光耦隔離電路、MOSFET門端驅動電路以及
[0015]MOSFET開關電路，所述光耦隔離電路包括兩個同向串聯設置的隔離光耦，所述信號緩衝器的輸出端連接所述兩個隔離光耦的公共連接端；所述MOSFET開關電路包括兩個反向串聯的MOSFET，所述MOSFET門端驅動電路的輸出端分別連接到所述兩個MOSFET的門端。
[0016]本發明還提供一種動磁鐵式直線電機的功率切換方法，其特徵在於，包括:對功率切換板上電，動磁鐵式直線電機工作；功率驅動器對相併驅動磁鋼陣列運動尋找零位；磁鋼陣列尋找零位後，控制模塊打開磁鋼陣列對應位置處的線圈；功率驅動器正常驅動磁鋼陣列運動，位置測量單元獲取磁鋼陣列位置數據並傳遞給控制模塊；控制模塊判斷磁鋼陣列運動到線圈切換位置線圈切換區域的範圍內；若在線圈切換區域的範圍內，檢測對應切換線圈中的電流是否為0，若為0，功率切換板進行線圈切換，若不為0，返回繼續判斷磁鋼陣列運動到線圈切換位置線圈切換區域的範圍；若不在線圈切換區域的範圍內，判斷磁鋼陣列是否超出了線圈切換位置，若超出，磁鋼陣列停止工作，若不超出，返回繼續判斷磁鋼陣列運動到線圈切換位置線圈切換區域的範圍。
[0017]作為優選，所述對功率切換板上電，動磁鐵式直線電機工作步驟，包括:對功率切換板上電；對動磁鐵式直線電機中的三相電流進行零電流標定；打開動磁鐵式直線電機中三組三相線圈，使磁鋼陣列至少覆蓋一組線圈。
[0018]作為優選，還包括，若磁鋼線圈未找到零位，則判斷所述磁鋼陣列是否碰到限位，若是，磁鋼陣列停止工作，若否，磁鋼陣列繼續尋找零位。
[0019]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0020]1、採用功率切換板之後，只需要一個功率驅動器就可以控制動磁鐵式直線電機，大大降低了生產成本，不受直線電機的行程限制，可以匹配任意行程的直線電機；
[0021]2、減少了功率驅動器的數量，電氣架構和線纜連接更加簡單；
[0022]3、採用位置測量單元測量磁鋼陣列的位置，精度和準確性更高；
[0023]4、功率切換板可以兼容多種通用功率驅動器，提高了實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為現有技術中動磁鐵式直線電機線圈功率驅動分配裝置的整體結構示意圖；
[0025]圖2為本發明一【具體實施方式】中動磁鐵式直線電機的功率切換裝置的整體結構示意圖；
[0026]圖3為本發明一【具體實施方式】中動磁鐵式直線電機的功率切換裝置中功率切換板的結構示意圖；
[0027]圖4為本發明一【具體實施方式】中動磁鐵式直線電機的線圈切換示意圖；
[0028]圖5為本發明一【具體實施方式】中動磁鐵式直線電機的功率切換裝置中線圈切換模塊內電路單元的電路示意圖；
[0029]圖6為本發明一【具體實施方式】中動磁鐵式直線電機的功率切換方法的流程圖。
[0030]圖中:1_動子、2-磁鋼陣列、3-工作狀態區、4-過渡狀態區、5-定子、6-定子線圈、7-驅動器陣列、8-開關設備、9-線纜、10-控制板、20-功率驅動器、30-功率切換板、31-相電流檢測模塊、311-電流傳感器、312-信號放大電路和A/D轉換電路、32-位置信號輸入模塊、33-控制模塊、34-線圈切換模塊、340-電路單元、35-撥鍵選擇單元、40-位置測量單元、50-動磁鐵式直線電機、51-線圈、52-磁鋼陣列、60-控制線纜、70-三相線纜、80-信號電纜、90-動力線纜。
【具體實施方式】
[0031]為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。需說明的是，本發明附圖均採用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[0032]請參照圖2?3，本發明提供一種動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，包括:控制板10、功率驅動器20、功率切換板30以及位置測量單元40，所述功率切換板30包括:相電流檢測模塊31、位置信號輸入模塊32、控制模塊33以及線圈切換模塊34。其中，所述控制板
10、功率驅動器20、相電流檢測模塊31、控制模塊33以及線圈切換模塊34依次連接，所述線圈切換模塊34與動磁鐵式直線電機50的線圈51相連，所述位置測量單元40測量所述動鐵式直線電機的磁鋼陣列52與線圈51的相對位置信號並與所述位置信號輸入模塊32相連，所述位置信號輸入模塊32與所述控制模塊33相連，所述控制模塊33與所述控制板10相連。具體地，所述控制板10控制功率驅動器20和功率切換板30在不同的工作狀態下工作，功率切換板30在功率驅動器20的驅動下，根據位置測量單元40的位置信號以及相電流檢測模塊31檢測的電流大小確定換相位置，以此來控制線圈51的通斷。本發明的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置只需一個功率驅動器20就可以滿足長行程動磁鐵式直線電機的控制，無需多個功率驅動器20，使得裝置的整體結構更加簡單，而且驅動器成本昂貴的問題也得到了解決。
[0033]請繼續參照圖2?3，所述控制板10分別通過一控制線纜60與所述功率驅動器20和所述控制模塊33相連，實現控制板10對所述功率驅動器20和控制模塊33的控制。較佳的，所述控制板10也可以通過串口線或者光纖通訊線與所述控制模塊33相連，只需在功率切換板30上加上光纖接口或串口即可。本實施例中，所述線圈切換模塊34通過一動力線纜90與動磁鐵式直線電機50的線圈51相連，用以控制所述動磁鐵式直線電機50。較佳的，所述位置測量單元40採用光柵尺或雷射幹涉儀，所述光柵尺或雷射幹涉儀通過一信號電纜80與所述位置信號輸入模塊32相連，以將位置測量單元40測得的磁鋼陣列52的位置數據傳輸給位置信號輸入模塊32，位置信號輸入模塊32將位置數據處理後傳遞給控制模塊33，從而根據所述磁鋼陣列52的位置信號來確定線圈51的通斷情況。當然，位置信號輸入模塊32也可以將位置信號傳遞給其他板卡來確定線圈51的通斷。
[0034]請繼續參照圖2?3，所述功率驅動器20通過一三相線纜70 (分別為U相、V相和W相)與所述相電流檢測模塊31相連，所述相電流檢測模塊31包括電流傳感器311、以及信號放大電路和A/D轉換電路312，所述電流傳感器311與所述三相線纜70以及信號放大電路和A/D轉換電路312相連，所述信號放大電路和A/D轉換電路312與所述控制模塊33相連。具體地，所述電流傳感器311分別對所述三相線纜70的U相和V相的電流進行檢測，而W相的電流通過將U相和V相的電流相加獲得，所述電流傳感器311經信號放大電路和A/D轉換電路312將電流信號傳遞給控制模塊33。控制板10上電以後，所述控制模塊33對每一相的零電流進行標定，並對每相電流進行實時檢測，如果電流出現過流時，可以通過切斷所有的線圈51來確保動磁鐵式直線電機50不會因為過流而將線圈51燒壞。較佳的，所述控制模塊33採用FPGA (現場可編程門陣列，英文全稱:Field Programmable Gate Array)作為控制晶片，所述線圈51的切換由控制晶片整體控制，FPGA具有集成度高和功耗低的特點，可以快速執行線圈51的切換。
[0035]請參照圖5，並結合圖2?3，所述線圈切換模塊34包括若干組相同的電路單元340，每組電路單元340依次連接的信號緩衝器N1、光耦隔離電路、MOSFET門端驅動電路以及MOSFET開關電路；所述光耦隔離電路包括兩個同向串聯設置的隔離光耦N6、N7，所述信號緩衝器NI的輸出端連接所述兩個隔離光耦N6、N7的公共連接端；所述MOSFET開關電路包括兩個反向串聯的MOSFET QU Q2，所述MOSFET門端驅動電路的輸出端分別連接到所述兩個MOSFET Ql、Q2的門端，所述MOSFET門端驅動電路包括多個MOSFET門端驅動器N2、N3、N4、N5。；具體地，一個線圈切換模塊34共有18組相同的電路單元340，輸入U、V、W三相交流電，每相對應6組。U相輸入，對應輸出為Ul、U2、U3、U4、U5、U6 ;V相輸入，對應輸出為V1、V2、V3、V4、V5、V6 ;W 相輸入，對應輸出為 Wl、W2、W3、W4、W5、W6。
[0036]請參照圖5，這裡僅對其中一組電路單元340進行說明，FPGA (控制模塊33)控制信號經過電阻R1、電容Cl和二極體Dl到達緩衝器NI，較佳的，FPGA可以使控制信號在高電平和低電平時候的響應時間不同，確保線圈51的打開要比線圈51的關斷要快，也就是說，在換相時，先打開後一個線圈51，然後再關斷前一個線圈51，起到保護線圈51的作用。MOSFET門端驅動器N2、5帶有光電隔離功能，用於保證門端電壓和電流可以使MOSFET Ql、Q2快速打開；N6、N7作為隔離光藕，當控制信號是低電平時，隔離光藕N6導通、N7關斷，門端電壓變為10V，打開MOSFET Q1、Q2 ;當控制信號是高電平時，隔離光藕N6關斷、N7導通，MOSFET QU Q2關斷。作為優選，本實施例的電路單元340中，使用兩個隔離光藕N6和N7，而不是僅使用其中一個隔離光藕N6或N7來控制MOSFET Ql、Q2，可以保證MOSFET Ql、Q2在關斷時，能夠快速關斷，且保證門端電壓不會是個浮電壓。此外，二極體D2、D3、電容C2、C3，電阻R6、R7的作用是保護所述驅動電路，電阻R8為門端驅動電阻，二極體D4為關斷二極體，電阻R9用於保護所述關斷二極體D4，同時也為了減小線圈51的關斷時間。此外，由於MOSFET自身存在體二極體，若是本實施例中僅用一個MOSFET (Ql或Q2)的話，會因體二極體的存在而不能對交流電進行開關，因此，使用兩個MOSFET Q1、Q2反向連接，從而消除體二極體的影響。較佳的，所述電路單元340中的電容C4、C5，穩壓管D5、D6及雙向TVS管D7都是用於保護MOSFET Q1、Q2。此外，所述MOSFET門端驅動器N2、N3、N4、N5，隔離光耦N6、N7上還設有自接電源，即設有+5V電源接入端和接地端GND。其中，+5V電源接入端還設有用於保護MOSFET門端驅動器N2、N3、N4、N5和隔離光耦N6、N7的電阻R2~R5。
[0037]請參照圖疒3，並結合圖5，較佳的，功率切換板30具有通用性，即針對不同極距的直線電機可以實現通用。本發明提供兩種方法來實現對不同直線電機的控制。如圖3所示，所述功率切換板30還包括一撥鍵選擇單元35，用於選擇不同的直線電機，根據電機型號的不同，由撥鍵選擇單元35來選擇對應的直線電機，則控制模塊33會根據不同的選擇代碼通過查表的方式得到相應直線電機的極距參數，並計算出各點的切換位置。或者可以通過圖2中所示的控制板10經由控制線纜60發送控制信號給功率切換板30，所述控制信號為差分信號，具有和撥鍵選擇單元35相同的功能，且不需要在功率切換板30上預設，直接由上位機下發即可。
[0038]請參照圖疒5，根據設計要求，所述功率切換板30需要保證對六組三相線圈51(υυ6, νν6, ffrff6)中的兩組三相線圈51同時供電，而確定進行功率切換的依據有兩個:一是當前磁鋼陣列52所處的空間位置；二是需要切換的線圈51中相電流是否過零點。其中，依據磁鋼陣列52所處的空間位置進行功率切換，就是要求對磁鋼陣列52所處空間位置作用較大的兩組三相線圈51保持通電，隨著磁鋼陣列52的空間位置變化，對動磁鐵作用減小、遠離了磁鋼陣列52的線圈51要斷電，同時其後的線圈51要開始供給同相電流。依據需要切換的線圈51中相電流是否過零點，就是要求只有在需要進行切換的線圈51中的相電流為零時才能進行切換；從理論上講，在直線電機進行磁極預對準後，在每相電流過零點時刻，磁鋼陣列52在空間的位置是確定的，可標定的。因此，可取每個線圈51交界處最近的那個相電流過零點空間位置為需要進行功率切換的位置，這樣相鄰兩個功率切換位置的距離就為定值。具體 請參見圖4，為線圈51切換示意圖，圖中與標有I的單元格(位於第二行第一列的單元格除外)對應的線圈51表示通電。當動磁鐵由位置I運動到設定的位置2時，檢測U相電流是否過零點，如果滿足上述要求，則關閉Ul相，打開U3相。整個動磁鐵的運動過程以此類推，就可以實現電機的準確運動。
[0039]請參照圖6，並結合圖廣5，本發明還提供一種動磁鐵式直線電機的功率切換方法，應用於上述的動磁鐵式直線電機的切換裝置中，該方法包括以下步驟:
[0040]SOl:對功率切換板30上電。
[0041]S02:接著，對動磁鐵式直線電機中的三相電流進行零電流標定。
[0042]503:然後，打開譏、￥1、11，仍、￥3、13，邯、￥5、15這三組三相線圈51，保證磁鋼陣列52至少覆蓋一組線圈陣列。
[0043]S04:然後，功率驅動器20開始對相，對相完成後，記錄對相完成的位直。
[0044]S05:然後，功率驅動器20給直線電機提供電流，讓磁鋼陣列52運動，尋找零位。
[0045]S06:判斷磁鋼陣列52是否找到零位。若否，進入步驟S14，若是，進入步驟S07。其中，S14:判斷所述磁鋼陣列52是否碰到限位，若是，進入步驟S15:零位錯誤，停止工作，若否，返回步驟S08:磁鋼陣列52返回繼續尋找零位。
[0046]S07:若磁鋼陣列52找到零位，打開磁鋼陣列52對應位置處的線圈，同時關閉之前的線圈。具體地，當磁鋼陣列52運動到動磁鐵式直線電機50內的零位傳感器(未圖示)處時，位置測量單元40記錄此時磁鋼陣列52的位置為初始位置，並通過位置信號輸入模塊32將初始位置(也就是磁鋼陣列52的位置數據)傳遞給控制模塊33，磁鋼陣列52找到零位後，控制模塊33控制線圈切換模塊34中對應的電路單元340，從而打開對應位置的線圈51。
[0047]S08:判斷功率驅動器20是否正常驅動直線電機運動，控制模塊33根據零位和對相位置計算出線圈51切換的位置。
[0048]S09:判斷磁鋼陣列52是否運動到線圈51設定的切換位置線圈切換區域(本實施例設定為±100um)的範圍內，若是，進入步驟S10，若否，進入步驟S14。其中，S14:當磁鋼陣列52運動到線圈51切換位置線圈切換區域的範圍外時，判斷磁鋼陣列52是否超出了線圈51切換位置:若未超出，返回步驟S08，若超出，進入步驟S15，其中，步驟S15:線圈51切換錯誤，磁鋼陣列52停止工作。
[0049]SlO:當磁鋼陣列52運動到線圈51切換位置線圈切換區域的範圍內，檢測對應切換線圈51中的電流是否為O ;返回步驟S09。
[0050]Sll:當磁鋼陣列52處於切換位置的線圈切換區域範圍內並且對應切換線圈51中的電流為O時，線圈51執行切換，並返回步驟S07，重複上述步驟。
[0051]綜上所述，本發明的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置及方法，該裝置包括:控制板10、功率驅動器20、功率切換板30以及位置測量單元40，所述功率切換板30包括:相電流檢測模塊31、位置信號輸入模塊32、控制模塊33以及線圈切換模塊34。其中，所述控制板10、功率驅動器20、相電流檢測模塊31、控制模塊33以及線圈切換模塊34依次連接，所述線圈切換模塊34與動磁鐵式直線電機50的線圈51相連，所述位置測量單元40測量所述動鐵式直線電機的磁鋼陣列52與所述線圈51的相對位置信號並與所述位置信號輸入模塊32相連，所述位置信號輸入模塊32與所述控制模塊33相連，所述控制模塊33與所述控制板10相連。
[0052]與現有技術相比，本發明存在以下優點:
[0053]1、採用功率切換板30之後，只需要一個功率驅動器20就可以控制動磁鐵式直線電機50，大大降低了生產成本，不受直線電機的行程限制，可以匹配任意行程的直線電機；
[0054]2、減少了功率驅動器20的數量，電氣架構和線纜連接更加簡單；
[0055]3、採用位置測量單元40測量磁鋼陣列52的位置，精度和準確性更高；
[0056]4、通過位置測量單元40的位置檢測和電流傳感器311的相電流過零檢測來保證線圈51的切換，使得線圈51的切換更加準確，同時不會因為相電流值的不確定性，造成切換時的瞬間電壓過高而擊穿M0SFET，降低了 MOSFET對其它電氣設備的幹擾；
[0057]5、電流傳感器311具有過流保護功能，當電流過高時，切斷線圈51，可以保護直線電機；
[0058]6、功率切換板30可以兼容多種通用功率驅動器，提高了實用性；
[0059]7、所述功率切換板30可以針對不同的直線電機使用。
[0060]顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，其特徵在於，包括:控制板、功率驅動器、功率切換板以及位置測量單元，所述功率切換板包括:相電流檢測模塊、位置信號輸入模塊、控制模塊以及線圈切換模塊；其中，所述控制板、功率驅動器、相電流檢測模塊、控制模塊以及線圈切換模塊依次連接，所述線圈切換模塊與動磁鐵式直線電機的線圈相連，所述位置測量單元測量所述動鐵式直線電機的磁鋼陣列與線圈的相對位置信號並與所述位置信號輸入模塊相連，所述位置信號輸入模塊與所述控制模塊相連，所述控制模塊與所述控制板相連。
2.如權利要求1所述的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，其特徵在於，所述控制板通過一控制線纜與所述功率驅動器相連。
3.如權利要求1所述的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，其特徵在於，所述控制板通過一控制線纜、串口線或者光纖通訊線與所述控制模塊相連。
4.如權利要求1所述的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，其特徵在於，所述位置測量單元採用光柵尺或雷射幹涉儀，所述光柵尺或雷射幹涉儀通過一信號電纜與所述位置信號輸入模塊相連。
5.如權利要求1所述的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，其特徵在於，所述線圈切換模塊通過一動力線纜與動磁鐵式直線電機的線圈相連。
6.如權利要求1所述的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，其特徵在於，所述功率驅動器通過一三相線纜 與所述相電流檢測模塊相連。
7.如權利要求6所述的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，其特徵在於，所述相電流檢測模塊包括電流傳感器、以及信號放大電路和A/D轉換電路，所述電流傳感器與所述三相線纜以及信號放大電路和A/D轉換電路相連，所述信號放大電路和A/D轉換電路與所述控制模塊相連。
8.如權利要求1所述的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，其特徵在於，所述功率切換板還包括撥鍵選擇單元，所述撥鍵選擇單元與所述控制模塊相連。
9.如權利要求1所述的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，其特徵在於，所述控制模塊採用FPGA作為控制晶片。
10.如權利要求1所述的動磁鐵式直線電機的功率切換裝置，其特徵在於，所述線圈切換模塊包括若干組相同的電路單元，每組電路單元包括依次連接的信號緩衝器、光耦隔離電路、MOSFET門端驅動電路以及MOSFET開關電路；所述光耦隔離電路包括兩個同向串聯設置的隔離光耦，所述信號緩衝器的輸出端連接所述兩個隔離光耦的公共連接端；所述MOSFET開關電路包括兩個反向串聯的M0SFET，所述MOSFET門端驅動電路的輸出端分別連接到所述兩個MOSFET的門端。
11.一種動磁鐵式直線電機的功率切換方法，其特徵在於，包括: 對功率切換板上電，動磁鐵式直線電機工作； 功率驅動器對相併驅動磁鋼陣列運動尋找零位； 磁鋼陣列尋找零位後，控制模塊打開磁鋼陣列對應位置處的線圈； 功率驅動器正常驅動磁鋼陣列運動，位置測量單元獲取磁鋼陣列位置數據並傳遞給控制豐旲塊; 控制模塊判斷磁鋼陣列是否運動到設定的線圈切換區域內；若在線圈切換區域內，檢測對應切換線圈中的電流是否為O，若為O，功率切換板進行線圈切換，若不為O，返回繼續判斷磁鋼陣列是否運動到線圈切換區域； 若不在線圈切換區域內，判斷磁鋼陣列是否超出了線圈切換位置，若超出，磁鋼陣列停止工作，若不超出，返回繼續判斷磁鋼陣列是否運動到線圈切換區域。
12.如權利要求11所述的動磁鐵式直線電機的功率切換方法，其特徵在於，所述對功率切換板上電，動磁鐵式直線電機工作步驟，包括: 對功率切換板上電； 對動磁鐵式直線電機中的三相電流進行零電流標定； 打開動磁鐵式直線電機中三組三相線圈，使磁鋼陣列至少覆蓋一組線圈。
13.如權利要求11所述的動磁鐵式直線電機的功率切換方法，其特徵在於，還包括，若磁鋼線圈未找到零位，則判斷所述磁鋼陣列是否碰到限位，若是，磁鋼陣列停止工作，若否，磁鋼陣列繼續尋找零位。
【文檔編號】H02P25/06GK103973194SQ201310030005
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月25日 優先權日:2013年1月25日
【發明者】賈輝, 連國棟, 張鳳磊, 曹若愚, 劉雅萍 申請人:上海微電子裝備有限公司