[发明专利]一种动铁式直线电机多盘式线圈切换装置及方法

权利要求书

1.一种动铁式直线电机多盘式线圈切换装置，所述动铁式直线电机含有由线圈(7)组成的线圈阵列(9)和磁钢组成的磁钢阵列(8)，线圈阵列中的线圈分为n相，n为大于等于2的正整数，每相有m个线圈，m为大于等于2的正整数，其特征在于：所述多盘式线圈切换装置包含布置在同一根转轴(5)上的n个圆盘组(11)，每个圆盘组实现一相线圈的切换，每相圆盘组含有一个线圈圆盘(3)和一个驱动器圆盘(1)；每相线圈圆盘上布置有该相的线圈电极(4)，该相的线圈电极的数量等于线圈阵列中该相线圈数量的2倍，相邻的两个线圈电极的中心线的夹角均为相邻两个线圈电极之间保持绝缘；每相驱动器圆盘上布置有该相的驱动器电极(2)，该相的驱动器电极的数量等于该相同时被磁钢阵列覆盖的线圈数量的2倍，两个相邻驱动器电极的中心线的夹角均为α，并且两者保持绝缘；每相圆盘组中的驱动器圆盘和线圈圆盘轴向的相对位置固定,并随着磁钢阵列的运动绕着转轴相对转动,驱动器圆盘圆周上的驱动器电极和线圈圆盘圆周上的线圈电极相接触并在圆周方向相对滑动；相邻两相圆盘组之间轴向安装距离相同或不同，相邻两相圆盘组中的线圈圆盘在圆周方向依次相差一个角度安装，各相线圈圆盘在转动过程中相对位置保持不变；相邻两相圆盘组中的驱动器圆盘在圆周方向对齐安装，各相驱动器圆盘在转动过程中相对位置保持不变；每一相驱动器圆盘圆周上关于圆心相对称的两个驱动器电极通过导线(10)分别与对应的该相驱动器(6)的两端相连，每一相驱动器的数量和该相同时被磁钢阵列覆盖的线圈数量相等，每一相线圈圆盘圆周上关于圆心相对称的两个线圈电极通过导线分别与线圈阵列中对应的该相线圈(7)的两端相连。

2.一种动铁式直线电机多盘式线圈切换装置，所述动铁式直线电机含有由线圈(7)组成的线圈阵列(9)和磁钢组成的磁钢阵列(8)，线圈阵列中的线圈分为n相，n为大于等于2的正整数，每相有m个线圈，m为大于等于2的正整数，其特征在于：所述多盘式线圈切换装置包含布置在同一根转轴(5)上的n个圆盘组(11)，每个圆盘组实现一相线圈的切换，每相圆盘组含有一个线圈圆盘(3)和一个驱动器圆盘(1)；每相线圈圆盘上布置有该相的线圈电极(4)，该相的线圈电极的数量等于线圈阵列中该相线圈数量的2倍，相邻的两个线圈电极的中心线的夹角均为相邻两个线圈电极之间保持绝缘；每相驱动器圆盘上布置有该相的驱动器电极(2)，该相的驱动器电极的数量等于该相同时被磁钢阵列覆盖的线圈数量的2倍，两个相邻驱动器电极的中心线的夹角均为α，并且两者保持绝缘；每相圆盘组中的驱动器圆盘和线圈圆盘轴向的相对位置固定,并随着磁钢阵列的运动绕着转轴相对转动,驱动器圆盘圆周上的驱动器电极和线圈圆盘圆周上的线圈电极相接触并在圆周方向相对滑动；相邻两相圆盘组之间轴向安装距离相同或不同，相邻两相圆盘组中的驱动器圆盘在圆周方向依次相差一个角度安装，各相驱动器圆盘在转动过程中相对位置保持不变；相邻两相圆盘组中的线圈圆盘在圆周方向对齐安装，各相线圈圆盘在转动过程中相对位置保持不变；每一相驱动器圆盘圆周上关于圆心相对称的两个驱动器电极通过导线(10)分别与对应的该相驱动器(6)的两端相连，每一相驱动器的数量和该相同时被磁钢阵列覆盖的线圈数量相等，每一相线圈圆盘圆周上关于圆心相对称的两个线圈电极通过导线分别与线圈阵列中对应的该相线圈(7)的两端相连。

3.采用如权利要求1或2所述装置的一种动铁式直线电机多盘式线圈切换方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)每一相的驱动器电极和该相的线圈电极分别接触导通，这些驱动器电极所连接的驱动器分别向这些线圈电极所连接的线圈供电；

2)在磁钢阵列运动L距离的过程中，根据动铁式直线电机磁钢阵列反馈的速度信号v，线圈圆盘和驱动器圆盘以角速度相对转动角度，此时某一相驱动器中的电流正好为零，这一相中的每对驱动器电极分别与原来的线圈电极分离并与相邻的一对线圈电极接触，其余相的驱动器电极仍然和原来的线圈电极接触导通，所对应的驱动器仍然向原来的线圈供电，这个过程即完成了这一相的驱动器所供电的线圈的切换；

3)重复步骤1)和2)，依次实现线圈阵列中不同相中的线圈的切换。