浅谈直线同步电机及其动子位置测试

    摘要:永磁直线同步电动机(PMLSM)具有动力大、频率快、高效率、稳固性和易维护等特点，
在数控加工、工业制造等地方都有广泛的应用

,驱动系统一般采用光栅作为位置传感器，作

为磁极位置测试、转速测试和系统定位

3 种功能。无位置传感器永磁同步电机驱动系统也是

当前永磁同步电机驱动系统研究的一个热点，将成为永磁同步电机驱动系统的发展趋势之
一，具有潜在的竞争优势。本文主要介绍了一种快速简便的方法对直线电机动子位置的无传
感器检测方法。主要应用的方法是高频信号输入法。

 

　　关键词：直线同步电动机

; 高频信号输入法; 凸极跟踪; 建模仿真 

　　

1.引言 

　　现在交通运输形式主要以公路运输和铁路运输为主，虽然两者运输费用较低，但随着
社会日新月异，其速度优势也逐渐消退，在系统中由于内部摩擦力和其它机械性能上的原
因，当速度超过约

230km/h 时，旋转式电动机则几乎不能担负重任。但是装载直线电机的磁

悬浮列车的速度能大于

480km/h，并能有效控制振动和噪声，牵引力大,耗量小。所以磁悬浮

技术运输将取代传统动力运输。

 

　　

2. 直线电机原理及应用 

　　

2.1 直线电机原理 

　　从电磁效应工作原理上看，直线电机和旋转式电机差不多，直线电机的转子（动子）
和定子都制成平铺形式，接入电信号，电磁效应开始作用，在动子和定子间形成斥力，使
动子沿定子排列方向运动。由于初级与次级的运动相对，所以，直线电机一般把初级做长，
同时可以把次级做长；固定方式也可初级为稳固端、次级为移动端，同样也能次级为稳固端、
初级为移动端。原理上基本相同，直线电机发展也随旋转电机孕育而生，旋转式电机出现不
久直线电机的理论就随之诞生

[1]。 

　　

2.2 直线电机的应用 

　　直线电机主要作为磁悬浮列车驱动源上

,随着科技的进步,直线电机也被用在各种领域。

由于直线电机运动稳定、摩擦小、噪声小，在制造业能达到纳米级精度要求，例如机床精加
工时车刀运行路径的控制，长距离直线焊接，无菌密封包装，甚至利用其加速度快的特点
运用于军事制造
　　

3 研究对象及发展状况 

　　

3.1 研究方向 

　　直线电机脱离传感器直接控制动子位置技术己成为电机传动的重要研究方向。重点是对
监测系统进行改进

,克服电机工作中导致的运行参数浮动,提高动态跟踪能力及稳定性。本文

提到的就是针对直线电机动子位置的监测

,涵盖运行位置、输入电频、角度、速度、精度等,这种

方法利用仿真软件

,从理论上说，可摆脱传感器,更为方便、稳定、及时。 

　　

3.2 国内外研究现状 

　　国外在

20 世纪 70 年代就有学者对无传感器控制技术进行专门研究，提出了很多方法。

虽有成果，已使电机在无传感控制下用于各种工业制造及加工中。但它在结合实际上仍有诸
多的局限。目前无传感器控制电机还不能完全适应各种应用场合。

 

　　

3.3 技术发展应用及学术研究情况