CN117318432B - 一种动磁型永磁电机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请适用于直线电机技术领域，提供了一种动磁型永磁电机以及控制方法，本申请结构简单，占用空间小，能适应多样化的工作环境；通过改变第一初级和第二初级内的三相交流电的相序和频率，便能实现次级沿载体的长度方向进行直线运动、绕所述载体进行旋转运动和绕所述载体进行螺旋运动，采用本申请所提供的单个电机便能解决现有技术通过两台直线电机与旋转电机叠加形式存在两台电机的误差累计、低位电机的负载重以及动态响应慢等问题，能适用于半导体加工平台、智能多维系统运动平台、点胶机、微电子光电子封装平台等一系列高端精密工业系统。

Description

一种动磁型永磁电机及控制方法

技术领域

本申请属于直线电机技术领域，尤其涉及一种动磁型永磁电机及控制方法。

背景技术

直线电机是一种将电能转化为直线运动的装置，广泛应用于自动化控制系统、机械加工设备等领域。直线电机可以看成旋转电机沿径向剖开并展开成直线，旋转电机的定子成为直线电机的初级（亦称为动子），旋转电机的转子成为直线电机的次级（亦称为定子）。旋转电机输出扭矩，直线电机的输出则为推力。直线电机的出现使得往复运动不再需要通过复杂丝杠旋转来实现，同时其速度高、推力大、体积小，已经成为高速高精度直线进给系统的首选。

在高端精密工业上（例如半导体加工、微电子光电子封装等），要实现直线、旋转以及螺旋等运动时，一般是通过两台直线电机与旋转电机叠加形式驱动。两台直线电机与旋转电机叠加驱动，整体结构复杂，占用空间大，存在两台电机的误差累计、低位电机的负载重、动态响应慢等问题。

发明内容

本申请提供了一种动磁型永磁电机及控制方法，可以解决通过两台直线电机与旋转电机叠加的形式驱动，整体结构复杂，占用空间大，存在两台电机的误差累计、低位电机的负载重、动态响应慢等问题的问题。

第一方面，本申请提供了一种动磁型永磁电机，包括：

载体，具有长度方向；

环形槽体，设置于载体上；

螺旋形槽体，沿载体的长度方向设置于载体上且与环形槽体同轴设置；

第一初级，与环形槽体滑动连接；

第二初级，与螺旋形槽体滑动连接；以及

次级，与第一初级和第二初级之间形成气隙，次级相对于第一初级和第二初级的运动方向平行于载体的长度方向；

通过改变第一初级和第二初级内的通电相序和通电频率，能够实现次级沿载体的长度方向进行直线运动、绕载体的长度方向进行旋转运动和绕载体的长度方向进行螺旋运动。

可选的，第一初级和第二初级均包括安装座和设置于安装座上的电枢绕组，第一初级的安装座与环形槽体滑动连接，第二初级的安装座与螺旋形槽体滑动连接，第一初级中的电枢绕组和第二初级中的电枢绕组均在载体的长度方向线性排列。

可选的，第一初级的安装座通过滑动导头滑动设置于环形槽体内，第二初级的安装座通过另一滑动导头滑动设置于螺旋形槽体内。

可选的，环形槽体具有环形槽本体和环形槽开口，环形槽开口的宽度小于环形槽本体的宽度，第一初级中的滑动导头具有位于环形槽本体内的宽径部和位于环形槽开口内的窄径部；

螺旋形槽体具有螺旋形槽本体和螺旋形槽开口，螺旋形槽开口的宽度小于螺旋形槽本体的宽度，第二初级中的滑动导头具有位于螺旋形槽本体内的宽径部和位于螺旋形槽开口内的窄径部。

可选的，次级包括磁导轭板和设置于磁导轭板上的多个永磁体，多个永磁体在载体的长度方向间隔排列，磁导轭板上具有运动输出终端，运动输出终端用于连接外部装置，以带动外部装置随磁导轭板一同运动。

可选的，载体为空心圆柱体，环形槽体和螺旋形槽体均设置于空心圆柱体的外壁，且空心圆柱体、环形槽体和螺旋形槽体同轴设置。

第二方面，本申请还提供了一种动磁型永磁电机的控制方法，基于以上任一项的动磁型永磁电机，控制方法包括：

直线运动：第一初级和第二初级均通入同频率的三相交流电，次级相对于第一初级和第二初级的运动方向平行于载体的长度方向，以实现次级仅沿载体的长度方向进行直线运动；

旋转运动：第一初级通入直流电，次级相对于第一初级静止，以限制次级沿载体的长度方向运动；第二初级通入三相交流电，第二初级在电磁推力的作用下相对于次级沿载体的长度方向运动的过程中沿螺旋形槽体滑动，并带动第一初级沿环形槽体滑动，以实现次级仅绕载体进行旋转运动；

螺旋运动：第一初级和第二初级分别通入不同频率的三相交流电，次级相对于第一初级和第二初级沿载体的长度方向运动，并且第二初级在电磁推力的作用下相对于次级沿载体的长度方向运动的过程中沿螺旋形槽体滑动，并带动第一初级沿环形槽体滑动，以实现次级在沿载体的长度方向进行直线运动过程中，并能绕载体进行旋转运动，即螺旋运动。

可选的：

直线运动：可通过改变三相交流电的电流频率来控制次级的直线运动的速度；通过改变三相交流电的电流相序以使次级沿载体的长度方向进行直线运动或使次级沿载体的长度方向的相反方向进行直线运动；

旋转运动：可通过改变三相交流电的电流频率来控制第二初级相对于次级的运动速度，从而控制次级进行旋转运动的速度；通过改变三相交流电的电流相序，第二初级沿螺旋形槽体滑动时靠近或远离环形槽体内的第一初级，以使次级进行顺时针旋转或者逆时针旋转；

螺旋运动：通过改变第一初级中通入的三相交流电的电流相序与第二初级中通入的三相交流电的电流相序，和改变第一初级中通入的三相交流电与第二初级中通入的三相交流电的频率高低，以使次级沿载体的长度方向进行直线运动或使次级沿载体的长度方向的相反方向进行直线运动，即控制螺旋运动中的直线方向；以使第二初级沿螺旋形槽体滑动时靠近或远离环形槽体内的第一初级，以使次级进行顺时针旋转或者逆时针旋转，即控制螺旋运动中的旋转方向。

本申请的上述方案有如下的有益效果：

本申请结构简单，占用空间小，能适应多样化的工作环境；通过改变第一初级和第二初级内的三相交流电的相序和频率，便能实现次级沿载体的长度方向进行直线运动、绕所述载体进行旋转运动和绕所述载体进行螺旋运动，采用本申请所提供的单个电机便能解决现有技术通过两台直线电机与旋转电机叠加形式存在两台电机的误差累计、低位电机的负载重以及动态响应慢等问题，能适用于半导体加工平台、智能多维系统运动平台、点胶机、微电子光电子封装平台等一系列高端精密工业系统。

本申请的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的动磁型永磁电机的结构示意图一；

图2为本申请一实施例提供的动磁型永磁电机的结构示意图二；

图3为本申请一实施例提供的动磁型永磁电机的部分结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的动磁型永磁电机的环形槽体和螺旋形槽体的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的动磁型永磁电机的环形槽体和螺旋形槽体的剖面示意图；

图6为本申请一实施例提供的动磁型永磁电机的第一初级和第二初级的结构示意图；

图7为本申请一实施例提供的动磁型永磁电机的次级的结构示意图；

图8为本申请一实施例提供的动磁型永磁电机的载体的结构示意图。

【附图标记说明】

1、载体；

2、环形槽体；

20、轴线；21、环形槽本体；22、环形槽开口；

3、螺旋形槽体；

31、螺旋形槽本体；32、螺旋形槽开口；

41、第一初级；42、第二初级；

401、安装座；402、电枢绕组；403、滑动导头；4031、宽径部；4032、窄径部；

51、第一空心圆筒；52、第二空心圆筒；53、第一圆环；54、第二圆环；

6、次级；

61、磁导轭板；62、永磁体；63、运动输出终端。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

下面结合具体实施例对本申请提供的动磁型永磁电机及控制方法进行示例性的说明。

如图1和图2所示，本申请实施例提供的动磁型永磁电机，包括载体1、环形槽体2、螺旋形槽体3、第一初级41、第二初级42以及次级6；载体1具有长度方向；环形槽体2设置于载体1上；螺旋形槽体3沿载体1的长度方向设置于载体1上且与环形槽体2同轴设置；第一初级41与环形槽体2滑动连接；第二初级42与螺旋形槽体3滑动连接；次级6与第一初级41和第二初级42之间形成气隙，次级6相对于第一初级41和第二初级42的运动方向平行于载体1的长度方向；通过改变第一初级41和第二初级42内的通电相序和通电频率，能够实现次级6沿载体1的长度方向进行直线运动、绕载体1的长度方向进行旋转和绕载体1的长度方向进行螺旋运动。

在上述实施例中，当第一初级41和第二初级42通入三相交流电后，均可感生出与次级6极距相符的行波磁场，并与次级6生成的主极磁场相互作用，进而产生电磁推力，使次级6运动，即永磁同步电机的基本工作原理，次级6相对于第一初级41和第二初级42的运动速度正比于第一初级41和第二初级42内通入的三相交流电的电流频率，次级6相对于第一初级41和第二初级42的运动方向与第一初级41和第二初级42内通入的三相交流电的电流相序有关。

如图2所示，以箭头所指方向为主视角进行示例性说明，该实施例中的螺旋形槽体3为逆时针螺旋，在该实施例中：

直线运动：第一初级41和第二初级42均通入同频率且相同相序的三相交流电，此时第一初级41相对于环形槽体2静止，第二初级42相对于螺旋形槽体3静止，次级6在电磁推力的作用下相对于第一初级41和第二初级42沿载体1的长度方向运动，以实现次级6仅沿载体1的长度方向进行直线运动；改变第一初级41和第二初级42通入的三相交流电的电流相序，以实现次级6仅沿载体1的长度方向的相反方向进行直线运动；

旋转运动：第一初级41通入直流电，第一初级41不会产生交变磁场，只是固定磁场，在电磁力的作用下次级6相对于第一初级41静止，以限制次级6沿载体1的长度方向运动；第二初级42通入三相交流电，由于次级6相对于第一初级41静止，第二初级42会在电磁推力的作用下相对于次级6沿载体1的长度方向进行运动，使得第二初级42在螺旋形槽体3内滑动以靠近或者远离第一初级41，第二初级42滑动时带动第一初级41沿环形槽体2滑动，以实现次级6仅绕载体1进行旋转运动；如图2所示，在一种实施例中，当第二初级42通入三相交流电后，第二初级42沿螺旋形槽体3（逆时针螺旋）逆时针滑动以远离第一初级41时，第一初级41与第二初级42之间的间距逐渐变大，次级6逆时针旋转；如图2所示，在另一种实施例中，当第二初级42通入与上述相序相反的三相交流电后，第二初级42沿螺旋形槽体3（逆时针螺旋）顺时针滑动以靠近第一初级41时，第一初级41与第二初级42之间的间距逐渐变小，次级6顺时针旋转；

螺旋运动：第一初级41和第二初级42分别通入不同频率且相同相序的三相交流电，次级6相对于第一初级41和第二初级42沿载体1的长度方向运动，并且第二初级42在电磁推力的作用下相对于次级6沿载体1的长度方向运动的过程中沿螺旋形槽体3滑动，并带动第一初级41沿环形槽体2滑动，以实现次级6在沿载体1的长度方向进行直线运动过程中，并能绕载体1进行旋转运动，即螺旋运动；下面对螺旋运动中的直线运动的方向和旋转运动的方向做进一步说明：

如图2所示，在该实施例中，通过调节第一初级41和第二初级42通入三相交流电的电流相序，使次级6相对于第一初级41和第二初级42沿载体1的长度方向运动（例如向左运动）时：当第一初级41通入的三相交流电的频率大于第二初级42通入的三相交流电的频率时，第一初级41与次级6之间的电磁推力小于第二初级42与次级6之间的电磁推力，次级6在第一初级41的电磁推力的作用下沿载体1的长度方向运动（例如向左运动），而第二初级42提供的电磁推力为阻力，由于第一初级41在载体1的长度方向通过环形槽体2进行限位，从而第二初级42会在螺旋形槽体3内逆时针滑动以逐渐远离第一初级41，第一初级41与第二初级42之间的间距逐渐变大，次级6逆时针旋转，并通过次级6带动第一初级41沿环形槽体2逆时针滑动，从而实现次级6绕载体1进行逆时针旋转；当第一初级41通入的三相交流电的频率小于第二初级42通入的三相交流电的频率时，次级6在第二初级42的电磁推力的作用下沿载体1的长度方向运动（例如向左运动），而第一初级41提供的电磁推力为阻力，由于第一初级41在载体1的长度方向通过环形槽体2进行限位，从而第二初级42会在螺旋形槽体3内顺时针滑动以逐渐靠近第一初级41，第一初级41与第二初级42之间的间距逐渐变小，次级6顺时针旋转，并通过次级6带动第一初级41沿环形槽体2顺时针滑动，从而实现次级6绕载体1进行顺时针旋转；

如图2所示，在另一种实施例中，通过改变第一初级41和第二初级42通入三相交流电的电流相序，使次级6相对于第一初级41和第二初级42沿载体1的长度方向的相反方向运动（例如向右运动）时：当第一初级41通入的三相交流电的频率大于第二初级42通入的三相交流电的频率时，第二初级42会在螺旋形槽体3内顺时针滑动以逐渐靠近第一初级41，第一初级41与第二初级42之间的间距逐渐变小，次级6顺时针旋转，并通过次级6带动第一初级41沿环形槽体2顺时针滑动，从而实现次级6绕载体1进行顺时针旋转；当第一初级41通入的三相交流电的频率小于第二初级42通入的三相交流电的频率时，第二初级42会在螺旋形槽体3内逆时针滑动以逐渐原理第一初级41，第一初级41与第二初级42之间的间距逐渐变大，次级6逆时针旋转，并通过次级6带动第一初级41沿环形槽体2逆时针滑动，从而实现次级6绕载体1进行逆时针旋转。

可以理解的是，如图2所示，以箭头所指方向为主视角，在另一种实施例中，螺旋形槽体3为顺时针螺旋，在该实施例中的次级6发生的旋转运动和螺旋运动的旋转方向与螺旋形槽体3为逆时针螺旋的方向相反，此处不再继续赘述。

本申请结构简单，占用空间小，能适应多样化的工作环境；通过改变第一初级41和第二初级42内的三相交流电的相序和频率，便能实现次级6沿载体1的长度方向进行直线运动、绕所述载体1进行旋转运动和绕所述载体1进行螺旋运动，将外部装置与次级6进行连接，以带动外部装置随次级6一同运动，采用本申请所提供的单个电机便能解决了现有技术通过两台直线电机与旋转电机叠加形式存在两台电机的误差累计、低位电机的负载重以及动态响应慢等问题，能适用于半导体加工平台、智能多维系统运动平台、点胶机、微电子光电子封装平台等一系列高端精密工业系统。

可以理解的是，第一初级41和第二初级42可以为现有技术中的直线电机中的初级，包括线圈绕组等，通入三相交流电后，产生变化的磁场；次级6可以为现有技术中的直线电机中的次级，包括永磁体和磁轭板等，在第一初级41和第二初级42中通入三相交流电后，可以与第一初级41和第二初级42之间产生相对运动。

在一种实施例中，如图6所示，第一初级41和第二初级42均包括安装座401和设置于安装座401上的电枢绕组402，第一初级41的安装座401与环形槽体2滑动连接，第二初级42的安装座401与螺旋形槽体3滑动连接，第一初级41中的电枢绕组402和第二初级42中的电枢绕组402均在载体1的长度方向线性排列。

在上述实施例中，第一初级41中的电枢绕组402通过安装座401滑动连接在环形槽体2内，第二初级42中的电枢绕组402通过安装座401滑动连接在螺旋形槽体3内。第一初级41中的电枢绕组402沿载体1的长度方向排列在第一初级41中的安装座401上，第二初级42中的电枢绕组402沿载体1的长度方向排列在第二初级42中的安装座401上，且第一初级41中的电枢绕组402与第二初级42中的电枢绕组402以载体1的长度方向对齐，避免次级6相对于第一初级41和第二初级42沿载体1的长度方向运动时发生偏移。

在一种具体的实施例中，如图6所示，第一初级41的安装座401通过滑动导头403滑动设置于环形槽体2内，第二初级42的安装座401通过另一滑动导头403滑动设置于螺旋形槽体3内。

在上述实施例中，滑动导头403的作用主要是用来引导和限制安装座401的移动轨迹，确保第一初级41中的安装座401其沿着环形槽体2进行滑动，第二初级42中的安装座401沿着螺旋形槽体3进行滑动。

在一种更加具体的实施例中，如图3至图5所示，环形槽体2具有环形槽本体21和环形槽开口22，环形槽开口22的宽度小于环形槽本体21的宽度，第一初级41中的滑动导头403具有位于环形槽本体21内的宽径部4031和位于环形槽开口22内的窄径部4032；螺旋形槽体3具有螺旋形槽本体31和螺旋形槽开口32，螺旋形槽开口32的宽度小于螺旋形槽本体31的宽度，第二初级42中的滑动导头403具有位于螺旋形槽本体31内的宽径部4031和位于螺旋形槽开口32内的窄径部4032。

在上述实施例中，滑动导头403具有宽径部4031和窄径部4032的设置，以防止第一初级41中的安装座401在环形槽体2内滑动时脱落以及防止第二初级42中的安装座401在螺旋形槽体3内滑动时脱落。

具体的，如图5所示，动磁型永磁电机还包括第一空心圆筒51、第二空心圆筒52、第一圆环53以及第二圆环54，第一空心圆筒51与第一圆环53内径相等，第二空心圆筒52与第二圆环54内径相等，第一空心圆筒51上设置有第一螺旋形通孔，第二空心圆筒52上设置有第二螺旋形通孔，第一螺旋形通孔与第二螺旋形通孔相对应设置，且第一螺旋形通孔的宽度大于第二螺旋形通孔的宽度；第一空心圆筒51沿载体1的长度方向设置于载体1上，第二空心圆筒52沿载体1的长度方向盖设于第一空心圆筒51上，第一空心圆筒51与第二空心圆筒52同轴设置，第一螺旋形通孔与第二螺旋形通孔相对应以形成螺旋形槽体3，其中第一螺旋形通孔为螺旋形槽本体31，第二螺旋形通孔为螺旋形槽开口32；第一圆环53设置于载体1上且与第一空心圆筒51同轴设置，第一圆环53与第一空心圆筒51具有第一间隙，第二圆环54盖设于第一圆环53上且与第一圆环53同轴设置，第一圆环53与第一空心圆筒51具有第一间隙，第二圆环54与第二空心圆筒52具有第二间隙，第一间隙的宽度大于第二间隙的宽度，以形成环形槽体2，第一间隙为环形槽本体21，第二间隙为环形槽开口22。通过上述结构设置，以方便组装。

在一种实施例中，如图7所示，次级6包括磁导轭板61和设置于磁导轭板61上的多个永磁体62，多个永磁体62在载体1的长度方向间隔排列，磁导轭板61上具有运动输出终端63，运动输出终端63用于连接外部装置，以带动外部装置随磁导轭板61一同运动。

在上述实施例中，磁导轭板61上具有运动输出终端63，运动输出终端63用于连接外部装置，当次级6沿载体1的长度方向进行直线运动或绕载体1进行旋转运动或绕载体1进行螺旋运动时，能够通过磁导轭板61带动外部装置一同运动。具体的，永磁体62可以为永磁铁。

在一种实施例中，如图8所示，载体1为空心圆柱体，环形槽体2和螺旋形槽体3均设置于空心圆柱体的外壁，且空心圆柱体、环形槽体2和螺旋形槽体3同轴设置。

在上述实施例中，如图2所示，轴线20为空心圆柱体、环形槽体2和螺旋形槽体3的共同轴线。空心圆柱体既能作为环形槽体2和螺旋形槽体3的安装载体1，还能够用于对外安装。如图1所示，环形槽体2、螺旋形槽体3、第一初级41与第二初级42均位于空心圆柱体的外壁，可通过空心圆柱体的内侧对外安装，避免载体1对外安装时对第一初级41和第二初级42的运动产生干涉。在另一种实施例中，环形槽体2、螺旋形槽体3、第一初级41与第二初级42均位于空心圆柱体的内壁，可通过空心圆柱体的外侧对外安装，避免载体1对外安装时对第一初级41和第二初级42的运动产生干涉。

本申请还提供了一种动磁型永磁电机的控制方法，基于上述任一实施例中的动磁型永磁电机，控制方法包括：

直线运动：第一初级41和第二初级42均通入同频率的三相交流电，次级6相对于第一初级41和第二初级42沿载体1的长度方向运动，以实现次级6仅沿载体1的长度方向进行直线运动；

旋转运动：第一初级41通入直流电，次级6相对于第一初级41静止，以限制次级6沿载体1的长度方向运动；第二初级42通入三相交流电，第二初级42在电磁推力的作用下相对于次级6沿载体1的长度方向运动的过程中沿螺旋形槽体3滑动，并带动第一初级41沿环形槽体2滑动，以实现次级6仅绕载体1进行旋转运动；

螺旋运动：第一初级41和第二初级42分别通入不同频率的三相交流电，次级6相对于第一初级41和第二初级42沿载体1的长度方向运动，并且第二初级42在电磁推力的作用下相对于次级6沿载体1的长度方向运动的过程中沿螺旋形槽体3滑动，并带动第一初级41沿环形槽体2滑动，以实现次级6在沿载体1的长度方向进行直线运动过程中，并能绕载体1进行旋转运动，即螺旋运动。

在一种实施例中，直线运动：可通过改变三相交流电的电流频率来控制次级6的直线运动的速度；通过改变三相交流电的电流相序以使次级6沿载体1的长度方向进行直线运动或使次级6沿载体1的长度方向的相反方向进行直线运动；

旋转运动：可通过改变三相交流电的电流频率来控制第二初级42相对于次级6的运动速度，从而控制次级6进行旋转运动的速度；通过改变三相交流电的电流相序，第二初级42沿螺旋形槽体3滑动时靠近或远离环形槽体2内的第一初级41，以使次级6进行顺时针旋转或者逆时针旋转；

螺旋运动：通过改变第一初级41中通入的三相交流电的电流相序与第二初级42中通入的三相交流电的电流相序，和改变第一初级41中通入的三相交流电与第二初级42中通入的三相交流电的频率高低，以使次级6沿载体1的长度方向进行直线运动或使次级6沿载体1的长度方向的相反方向进行直线运动，即控制螺旋运动中的直线方向；以使第二初级42沿螺旋形槽体3滑动时靠近或远离环形槽体2内的第一初级41，以使次级6进行顺时针旋转或者逆时针旋转，即控制螺旋运动中的旋转方向。

以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种动磁型永磁电机，其特征在于，包括：

载体，具有长度方向；

环形槽体，设置于所述载体上；

螺旋形槽体，沿所述载体的长度方向设置于所述载体上且与所述环形槽体同轴设置；

第一初级，与所述环形槽体滑动连接；

第二初级，与所述螺旋形槽体滑动连接；

所述第一初级和所述第二初级均包括安装座和设置于所述安装座上的电枢绕组，所述第一初级的所述安装座与所述环形槽体滑动连接，所述第二初级的所述安装座与所述螺旋形槽体滑动连接，所述第一初级中的所述电枢绕组和所述第二初级中的所述电枢绕组均在所述载体的长度方向线性排列；以及

次级，包括磁导轭板和设置于所述磁导轭板上的多个永磁体，多个所述永磁体在所述载体的长度方向间隔排列，所述磁导轭板上具有运动输出终端，所述运动输出终端用于连接外部装置，以带动外部装置随所述磁导轭板一同运动；所述次级与所述第一初级和所述第二初级之间形成气隙，所述第一初级和所述第二初级的连线平行于所述载体的长度方向，所述次级与所述第一初级和所述第二初级的连线平行；

通过改变所述第一初级和所述第二初级内的通电相序和通电频率，能够实现所述次级沿所述载体的长度方向进行直线运动、绕所述载体的长度方向进行旋转运动和绕所述载体的长度方向进行螺旋运动。

2.根据权利要求1所述的动磁型永磁电机，其特征在于，所述第一初级的安装座通过滑动导头滑动设置于所述环形槽体内，所述第二初级的安装座通过另一滑动导头滑动设置于所述螺旋形槽体内。

3.根据权利要求2所述的动磁型永磁电机，其特征在于，所述环形槽体具有环形槽本体和环形槽开口，所述环形槽开口的宽度小于所述环形槽本体的宽度，所述第一初级中的所述滑动导头具有位于所述环形槽本体内的宽径部和位于所述环形槽开口内的窄径部；

所述螺旋形槽体具有螺旋形槽本体和螺旋形槽开口，所述螺旋形槽开口的宽度小于所述螺旋形槽本体的宽度，所述第二初级中的所述滑动导头具有位于所述螺旋形槽本体内的宽径部和位于所述螺旋形槽开口内的窄径部。

4.根据权利要求1所述的动磁型永磁电机，其特征在于，所述载体为空心圆柱体，所述环形槽体和所述螺旋形槽体均设置于所述空心圆柱体的外壁，且所述空心圆柱体、所述环形槽体和所述螺旋形槽体同轴设置。

5.一种动磁型永磁电机的控制方法，基于权利要求1-4中任一项所述的动磁型永磁电机，其特征在于，所述控制方法包括：

直线运动：所述第一初级和所述第二初级均通入同频率的三相交流电，所述次级相对于所述第一初级和所述第二初级的运动方向平行于所述载体的长度方向，以实现所述次级仅沿所述载体的长度方向进行直线运动；

旋转运动：所述第一初级通入直流电，所述次级相对于所述第一初级静止，以限制所述次级沿所述载体的长度方向运动；所述第二初级通入三相交流电，所述第二初级在电磁推力的作用下相对于所述次级沿所述载体的长度方向运动的过程中沿所述螺旋形槽体滑动，并带动所述第一初级沿所述环形槽体滑动，以实现所述次级仅绕所述载体进行旋转运动；

螺旋运动：所述第一初级和所述第二初级分别通入不同频率的三相交流电，所述次级相对于所述第一初级和所述第二初级沿所述载体的长度方向运动，并且所述第二初级在电磁推力的作用下相对于所述次级沿所述载体的长度方向运动的过程中沿所述螺旋形槽体滑动，并带动所述第一初级沿所述环形槽体滑动，以实现所述次级在沿所述载体的长度方向进行直线运动过程中，并能绕所述载体进行旋转运动，即螺旋运动。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：

直线运动：可通过改变三相交流电的电流频率来控制所述次级的直线运动的速度；通过改变三相交流电的电流相序以使所述次级沿所述载体的长度方向进行直线运动或使所述次级沿所述载体的长度方向的相反方向进行直线运动；

旋转运动：可通过改变三相交流电的电流频率来控制所述第二初级相对于所述次级的运动速度，从而控制所述次级进行旋转运动的速度；通过改变三相交流电的电流相序，所述第二初级沿所述螺旋形槽体滑动时靠近或远离所述环形槽体内的所述第一初级，以使所述次级进行顺时针旋转或者逆时针旋转；

螺旋运动：通过改变所述第一初级中通入的三相交流电的电流相序与所述第二初级中通入的三相交流电的电流相序，和改变所述第一初级中通入的三相交流电与所述第二初级中通入的三相交流电的频率高低，以使所述次级沿所述载体的长度方向进行直线运动或使所述次级沿所述载体的长度方向的相反方向进行直线运动，即控制螺旋运动中的直线方向；以使所述第二初级沿所述螺旋形槽体滑动时靠近或远离所述环形槽体内的所述第一初级，以使所述次级进行顺时针旋转或者逆时针旋转，即控制螺旋运动中的旋转方向。