CN106301139B - 永磁直线电机及其控制方法、装置和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁直线电机及其控制方法、装置和***。该永磁直线电机包括：第一电压信号发生器和第二电压信号发生器，设置于永磁直线电机定子的两端，用于当永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时，分别产生第一感应电动势和第二感应电动势，其中，第一感应电动势和第二感应电动势用于对永磁直线电机进行控制。通过本发明，解决了对永磁直线电机控制效果差的问题。

Description

永磁直线电机及其控制方法、装置和***

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种永磁直线电机及其控制方法、装置和***。

背景技术

近年来，由于油田电动潜油柱塞泵举升工艺技术中取消了长达千米的抽油杆，开始采用直线电机直接驱动柱塞泵，使得机械效率得到了进一步提高。永磁直线电机(例如，圆筒式永磁直线电机)是在油田电动潜油柱塞泵上应用较多的直线电机。

由于永磁直线电机安装在地面以下一、两千米的油井内，其无论是应用的环境条件还是控制方式、策略，都与普通永磁直线电机有很大的区别。永磁直线电机如果要达到良好的控制性能，最佳解决方案就是进行闭环控制，即与普通旋转电机相似，在电机本体上安装速度、位置传感器，电机伺服控制器根据传感器信号对电机的运行状态进行判断并控制电机按要求正常运行。永磁直线电机由于安装在深达千米的井下，一方面，由于电缆过长、传输距离太远，线损已直接影响到了电机的正常运行。如果采用传统的光栅尺或霍尔传感器，其需要外加直流电源才能正常工作，但是所加的直流电大部分损耗发生在导线上，因此往往导致传感器无法正常工作；另外，长距离传输导致的信号衰减，使得从地面采集到的信号无法真实反映电机的运行状态，即无法作为传感器信号使用。另一方面，无论是光栅传感器还是霍尔传感器，均对应用环境要求较高，将这种传感器安装在深达地下千米的电机本体上，本身也增加了电机的故障点，严重削弱了电机运行的可靠性，使电机安全运行周期缩短，增加了维修和维护费用，进而增加了采油成本。

因此，现今在油田安装和使用的永磁直线电机几乎都采用了无传感器的开环控制方式。但这种所谓的开环控制方式实际是一种基于感应电机而非永磁电机的硬性驱动方式，即无论电机实际状态和磁极位置如何，给定子绕组强加一定的电压，用外加磁场强行推动动子运行。从表面上看，该驱动方式确实使电机在通电的情况下“运行”起来，但是实际上这种运行的效率极低、效果极差。从实验数据可以看出，在这种控制方式下电机的空载电流约为额定电流的50％～60％，大大高于2％～5％的永磁电机空载电流的要求。过高比例的空载电流将严重削弱电机的正常推力指标，从而影响电机的正常使用。另外，在这种控制方式下，一旦电机因负载过大而发生“堵转”现象，电机很容易出现失控现象，轻者电机无法运行，重者甚至出现“飞车”现象，从而对设备造成严重损坏。

针对相关技术中对永磁直线电机的控制效果差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种永磁直线电机及其控制方法、装置和***，以解决对永磁直线电机的控制效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种永磁直线电机。

根据本发明的永磁直线电机包括：第一电压信号发生器和第二电压信号发生器，设置于永磁直线电机定子的两端，用于当永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时，分别产生第一感应电动势和第二感应电动势，其中，第一感应电动势和第二感应电动势用于对永磁直线电机进行控制。

进一步地，第一电压信号发生器和第二电压信号发生器均包括：金属芯和缠绕在金属芯上的多匝线圈，其中，永磁直线电机定子和金属芯由同一材料制成。

进一步地，该永磁直线电机还包括：第一信号检测电路，与第一电压信号发生器相连接，用于检测第一感应电动势；第二信号检测电路，与第二电压信号发生器相连接，用于检测第二感应电动势；第一信号处理电路，与第一信号检测电路相连接，用于对第一感应电动势进行处理并将处理结果输出至伺服控制器；以及第二信号处理电路，与第二信号检测电路相连接，用于对第二感应电动势进行处理并将处理结果输出至伺服控制器，其中，伺服控制器用于根据第一信号处理电路的处理结果和第二信号处理电路的处理结果对永磁直线电机进行控制。

进一步地，第一信号检测电路和第一信号处理电路之间、第二信号检测电路和第二信号处理电路之间均采用光耦隔离方式进行隔离。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种永磁直线电机的控制方法。

永磁直线电机包括永磁直线电机定子和永磁直线电机动子，永磁直线电机动子设置于永磁直线电机定子内。根据本发明的永磁直线电机的控制方法包括：检测第一感应电动势，其中，第一感应电动势为永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时第一电压信号发生器产生的感应电动势，第一电压信号发生器为设置在永磁直线电机定子的一端的电压信号发生器；检测第二感应电动势，其中，第二感应电动势为永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时第二电压信号发生器产生的感应电动势，第二电压信号发生器为设置在永磁直线电机定子的另一端的电压信号发生器；以及根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制。

进一步地，根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制包括：根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行位置；根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行方向；以及根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行速度，其中，根据运行位置、运行方向以及运行速度对永磁直线电机进行控制。

进一步地，根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制包括：根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机中的电流进行控制。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种永磁直线电机的控制装置。

永磁直线电机包括永磁直线电机定子和永磁直线电机动子，永磁直线电机动子设置于永磁直线电机定子内。根据本发明的永磁直线电机的控制装置包括：第一检测单元，用于检测第一感应电动势，其中，第一感应电动势为永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时第一电压信号发生器产生的感应电动势，第一电压信号发生器为设置在永磁直线电机定子的一端的电压信号发生器；第二检测单元，用于检测第二感应电动势，其中，第二感应电动势为永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时第二电压信号发生器产生的感应电动势，第二电压信号发生器为设置在永磁直线电机定子的另一端的电压信号发生器；以及控制单元，用于根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制。

进一步地，控制单元包括：第一确定模块，用于根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行位置；第二确定模块，用于根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行方向；以及第三确定模块，用于根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行速度，其中，控制单元根据第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块对永磁直线电机进行控制。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种永磁直线电机的控制***，用于对永磁直线电机进行控制。

永磁直线电机包括永磁直线电机定子和永磁直线电机动子，永磁直线电机动子设置于永磁直线电机定子内。根据本发明的永磁直线电机的控制***包括：第一电压信号发生器和第二电压信号发生器，设置于永磁直线电机定子的两端，用于当永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时，分别产生第一感应电动势和第二感应电动势；以及伺服控制器，用于根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制。

通过本发明，采用包括以下器件的永磁直线电机：第一电压信号发生器和第二电压信号发生器，设置于永磁直线电机定子的两端，用于当永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时，分别产生第一感应电动势和第二感应电动势，其中，第一感应电动势和第二感应电动势用于对永磁直线电机进行控制，解决了对永磁直线电机的控制效果差的问题，进而根据第一电压信号发生器和第二电压信号发生器分别产生的第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制，使得永磁直线电机可以达到更佳的控制效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的永磁直线电机的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的永磁直线电机工作过程中永磁直线电机动子的运行状态的示意图；

图3是根据本发明实施例的永磁直线电机的控制方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的永磁直线电机的控制方法的永磁直线电机定子和动子的位置关系的示意图；

图5是根据本发明实施例的永磁直线电机的控制装置的示意图；以及

图6是根据本发明实施例的永磁直线电机的控制***的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明的实施例，提供了一种永磁直线电机。

图1是根据本发明实施例的永磁直线电机的结构示意图。如图1所示，该永磁直线电机包括：永磁直线电机定子1、永磁直线电机动子2、第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4。

第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4，设置于永磁直线电机定子1的两端，用于当永磁直线电机动子2在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子1的径向发生运动时，分别产生第一感应电动势和第二感应电动势，其中，第一感应电动势和第二感应电动势用于对永磁直线电机进行控制。

第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4安装在永磁直线电机定子1的两端，与永磁直线电机定子1形成统一的整体。这里的永磁直线电机包括圆筒式永磁直线电机。通常情况下，永磁直线电机定子1(或者永磁直线电机动子2)是垂直于地面设置的，因此，第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4也可以分别称为上部电压信号发生器和下部电压信号发生器。

根据本发明实施例的永磁直线电机的工作原理是根据永磁电机基本特性(发电特性，即永磁直线电机动子2在外力的作用下运动时，在定子线圈中会产生感应电动势，外部表现特征为：电机定子中有感应电动势，且感应电动势的高低只与动子的运行速度有关)，根据该原理可以准确获取永磁直线电机的运行状态，从而该永磁直线电机可接受有效的控制。

采用上述电压型的信号发生器可以有效解决信号衰减问题。信号衰减归根到底是由线损引起的。众所周知，线损是由导线自身电阻和通过导线的电流的大小所决定的。如果导线中没有电流，即使导线两端存在电势(即电压)，导线电阻很大，线损也为零。因此，采用第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4可以有效地避免传输中信号的衰减。

图2是根据本发明实施例的永磁直线电机工作过程中永磁直线电机动子的运行状态的示意图。如图2所示，假设永磁直线电机定子(动子)是垂直于地面设置的，不同时刻永磁直线电机动子2相对永磁直线电机定子1、第一电压信号发生器3以及第二电压信号发生器4来说，位于不同的位置。当向永磁直线电机定子1通电时，永磁直线电机动子2从下端向上运动。再假设永磁直线电机动子2在磁场力的驱动下做匀速运动。其中，安装在永磁直线电机定子1下端的第二电压信号发生器4(下部电压信号发生器)由于永磁直线电机动子2的运动而发电(产生第二感应电动势)，当永磁直线电机动子2末端未进入第二电压信号发生器4之前其产生的感应电动势恒定不变；安装在永磁直线电机定子1上端的第一电压信号发生器3(上部电压信号发生器)当永磁直线电机动子2上端进入其中之后其也开始发电(产生第一感应电动势)，且感应电动势随永磁直线电机动子2的进入长度均匀增大；当永磁直线电机动子2末端与第二电压信号发生器4的末端对齐，此时第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4的产生的感应电动势相等，永磁直线电机动子2的运动行程为总行程的二分之一；当永磁直线电机动子2在磁场力的驱动下继续运行，第一电压信号发生器3的感应电动势将不变，第二电压信号发生器4的感应电动势随着永磁直线电机动子2进入长度的减小而均匀降低。

可选地，第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4均包括：金属芯和缠绕在金属芯上的多匝线圈，其中，永磁直线电机定子1和金属芯由同一材料制成。

由于电子元器件对环境的要求较高，而油井下的环境极其恶劣，因此信号发生器(金属芯)采用与永磁直线电机定子1相同的材料，可使信号发生器达到与电机同等的可靠性，进而有效避免了传感器不可靠的缺陷。另外，由于信号发生器的工作电流大大小于电机工作电流，因此，寿命和可靠性要高于电机本身。可选的金属芯为铁芯。

可选地，该永磁直线电机还包括：第一信号检测电路，与第一电压信号发生器3相连接，用于检测第一感应电动势；第二信号检测电路，与第二电压信号发生器4相连接，用于检测第二感应电动势；第一信号处理电路，与第一信号检测电路相连接，用于对第一感应电动势进行处理并将处理结果输出至伺服控制器；以及第二信号处理电路，与第二信号检测电路相连接，用于对第二感应电动势进行处理并将处理结果输出至伺服控制器，其中，伺服控制器用于根据第一信号处理电路的处理结果和第二信号处理电路的处理结果对永磁直线电机进行控制。

具体地，第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4的绕组端部分别引出一根信号传输电缆，两根信号传输电缆的另一端分别与第一信号检测电路和第二信号检测电路的输入端子连接。信号检测电路与信号处理电路连接，信号检测电路和信号处理电路作为传感器***的信号输出部分可封装在同一PCB板上。

可选地，第一信号检测电路和第一信号处理电路之间、第二信号检测电路和第二信号处理电路之间均采用光耦隔离方式进行隔离。该方式可有效防止信号传输电缆端出现负载，导致信号失真。信号传输电缆可采用普通双绞信号电缆。

该永磁直线电机发挥了传感器的功能，可以将检测的感应电动势等信号传输至伺服控制器。由于传输距离远、导线电阻大，导致线上压降过大，会影响普通传感器的工作电压，使普通传感器无法正常工作。根据本发明的永磁直线电机不需要外加电源即可正常工作，因此避免了具备外加电源时必然会产生的线路损耗问题。

该实施例提供的永磁直线电机，由于包括第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4，并且当永磁直线电机动子2在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子1的径向发生运动时，分别产生第一感应电动势和第二感应电动势，由于第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4不需外加电源也可正常工作，因此消除了线路损耗的弊端，同时，电压型的信号发生器也消除了信号衰减的弊端，因此使得该永磁直线电机根据第一感应电动势和第二感应电动势来进行的运行控制更准确、可靠性更高，即能够取得更好的控制效果。

下面根据本发明的实施例，提供了一种永磁直线电机的控制方法。

需要说明的是，本发明实施例的永磁直线电机的控制方法可以用于执行对本发明实施例所提供的永磁直线电机的控制，本发明实施例的永磁直线电机也可以执行根据本发明实施例所提供的永磁直线电机的控制方法。

图3是根据本发明实施例的永磁直线电机的控制方法的流程图。如图3所示，该永磁直线电机的控制方法包括步骤S101至步骤S103：

步骤S101，检测第一感应电动势，其中，第一感应电动势为永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时第一电压信号发生器产生的感应电动势，第一电压信号发生器为设置在永磁直线电机定子的一端的电压信号发生器。

步骤S102，检测第二感应电动势，其中，第二感应电动势为永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时第二电压信号发生器产生的感应电动势，第二电压信号发生器为设置在永磁直线电机定子的另一端的电压信号发生器。

步骤S103，根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制。

可选地，根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制包括：根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行位置；根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行方向；以及根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行速度，其中，根据运行位置、运行方向以及运行速度对永磁直线电机进行控制。

图4是根据本发明实施例的永磁直线电机的控制方法的永磁直线电机定子和动子的位置关系的示意图。如图4所示，假设永磁直线电机为圆筒式永磁直线电机，永磁直线电机动子2伸出永磁直线电机定子1端面的长度为Y，第二电压信号发生器4(下部电压信号发生器)产生的感应电动势为U₁(第二感应电动势)，第一电压信号发生器3(上部电压信号发生器)输出电压值为U₂(第一感应电动势)。永磁直线电机动子2行程长度为X，第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4的径向尺寸(长度)等于永磁直线电机动子2的行程长度X，第一电压信号发生器3与第二电压信号发生器4的径向尺寸(长度)相等。在上述条件下，可以根据第一感应电动势和第二感应电动势随时判断永磁直线电机动子2两端的运行位置，计算公式如下所示：

另外，通过比较第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4的产生的感应电动势可随时判断永磁直线电机动子2的运行方向。另外，通过分析计算第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4中的高感应电动势的变化率，可以直接计算出永磁直线电机动子2的实时运行速度。通过结合永磁直线电机动子2的运行方向、运行速度、运行位置等参数可以对永磁直线电机的运行过程进行控制，从而使永磁直线电机运行在最佳的状态。

可选地，根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制包括：根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机中的电流进行控制。

根据本发明的永磁直线电机的控制方法由于包括上述步骤，使得对永磁直线电机的运行控制是基于第一感应电动势和第二感应电动势来完成的，由于通过第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4获取感应电动势的过程中，不需要外加的电源，因此消除了线路耗损的弊端，同时电压型的信号发生器的采用，避免了信号衰减的弊端，因此，使得该永磁直线电机的控制方法更具可靠性和准确性，实现了对永磁直线电机更好的控制。

需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

下面根据本发明的实施例，提供了一种永磁直线电机的控制装置。

需要说明的是，本发明实施例的永磁直线电机的控制装置可以用于执行本发明实施例所提供的永磁直线电机的控制方法，本发明实施例的永磁直线电机的控制方法也可以通过本发明实施例所提供的永磁直线电机的控制装置来执行。

图5是根据本发明实施例的永磁直线电机的控制装置的示意图。如图5所示，该永磁直线电机的控制装置包括：第一检测单元10、第二检测单元20和控制单元30。

第一检测单元10，用于检测第一感应电动势，其中，第一感应电动势为永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时第一电压信号发生器产生的感应电动势，第一电压信号发生器为设置在永磁直线电机定子的一端的电压信号发生器。

第二检测单元20，用于检测第二感应电动势，其中，第二感应电动势为永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时第二电压信号发生器产生的感应电动势，第二电压信号发生器为设置在永磁直线电机定子的另一端的电压信号发生器。

控制单元30，用于根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制。

可选地，控制单元30包括：第一确定模块，用于根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行位置；第二确定模块，用于根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行方向；以及第三确定模块，用于根据第一感应电动势和第二感应电动势确定永磁直线电机动子的运行速度，其中，控制单元30根据第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块对永磁直线电机进行控制。

根据本发明的永磁直线电机的控制装置，由于包括：第一检测单元10、第二检测单元20和控制单元30，使得对永磁直线电机的运行控制是基于第一感应电动势和第二感应电动势来完成的，由于该装置不需要外加的电源，因此消除了线路耗损的弊端，同时电压型的信号发生器的采用，避免了信号衰减的弊端，因此，使得该永磁直线电机的控制装置在对永磁直线电机进行控制时更具可靠性和准确性，实现了对永磁直线电机更好的控制。

下面根据本发明的实施例，提供了一种永磁直线电机的控制***。

需要说明的是，本发明实施例的永磁直线电机的控制***可以用于执行本发明实施例所提供的永磁直线电机的控制方法，本发明实施例的永磁直线电机的控制方法也可以通过本发明实施例所提供的永磁直线电机的控制***来执行。

图6是根据本发明实施例的永磁直线电机的控制***的示意图。如图6所示，该永磁直线电机的控制***包括：第一电压信号发生器40、第二电压信号发生器50和伺服控制器60。

第一电压信号发生器40和第二电压信号发生器50，设置于永磁直线电机定子的两端，用于当永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着永磁直线电机定子的径向发生运动时，分别产生第一感应电动势和第二感应电动势。

需要说明的是，上述实施例中的第一电压信号发生器3和第二电压信号发生器4可以分别通过该实施例中的第一电压信号发生器40和第二电压信号发生器50来实现。

伺服控制器60，用于根据第一感应电动势和第二感应电动势对永磁直线电机进行控制。

需要说明的是，在该实施例的描述中，根据本发明实施例的永磁直线电机的控制***中永磁直线电机未包括第一电压信号发生器40和第二电压信号发生器50，当然，该实施例并不局限于此。永磁直线电机可以包括第一电压信号发生器40和第二电压信号发生器50，即将第一电压信号发生器40和第二电压信号发生器50作为永磁直线电机的一部分，根据本发明实施例的永磁直线电机的控制***包括该永磁直线电机和伺服控制器60。

另外，第一电压信号发生器40、第二电压信号发生器50和伺服控制器60之间可以通过信号检测电路、信号处理电路等实现彼此之间的信号传递。具体的电路可以参照上文，这里不再赘述。

根据本发明的永磁直线电机的控制***包括第一电压信号发生器40、第二电压信号发生器50和伺服控制器60，伺服控制器60根据第一电压信号发生器40和第二电压信号发生器50分别产生的感应电动势对永磁直线电机进行控制，由于该***中信号发生器不需要外加电源，消除了线路损耗的弊端，同时该***具备电压型的信号发生器，消除了信号衰减的弊端。因此，该永磁直线电机的控制***能够对永磁直线电机进行更加准确、可靠地控制，达到更佳的控制效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁直线电机，包括永磁直线电机定子和永磁直线电机动子，所述永磁直线电机动子设置于所述永磁直线电机定子内，其特征在于，所述永磁直线电机还包括：

第一电压信号发生器和第二电压信号发生器，设置于所述永磁直线电机定子的两端，用于当所述永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着所述永磁直线电机定子的径向发生运动时，分别产生第一感应电动势和第二感应电动势，其中，所述第一感应电动势和所述第二感应电动势用于对所述永磁直线电机进行控制。

2.根据权利要求1所述的永磁直线电机，其特征在于，所述第一电压信号发生器和所述第二电压信号发生器均包括：金属芯和缠绕在所述金属芯上的多匝线圈，其中，所述永磁直线电机定子和所述金属芯由同一材料制成。

3.根据权利要求1所述的永磁直线电机，其特征在于，所述永磁直线电机还包括：

第一信号检测电路，与所述第一电压信号发生器相连接，用于检测所述第一感应电动势；

第二信号检测电路，与所述第二电压信号发生器相连接，用于检测所述第二感应电动势；

第一信号处理电路，与所述第一信号检测电路相连接，用于对所述第一感应电动势进行处理并将处理结果输出至伺服控制器；以及

第二信号处理电路，与所述第二信号检测电路相连接，用于对所述第二感应电动势进行处理并将处理结果输出至所述伺服控制器，其中，所述伺服控制器用于根据所述第一信号处理电路的处理结果和所述第二信号处理电路的处理结果对所述永磁直线电机进行控制。

4.根据权利要求3所述的永磁直线电机，其特征在于，所述第一信号检测电路和所述第一信号处理电路之间、所述第二信号检测电路和所述第二信号处理电路之间均采用光耦隔离方式进行隔离。

5.一种永磁直线电机的控制方法，所述永磁直线电机包括永磁直线电机定子和永磁直线电机动子，所述永磁直线电机动子设置于所述永磁直线电机定子内，其特征在于，包括：

检测第一感应电动势，其中，所述第一感应电动势为所述永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着所述永磁直线电机定子的径向发生运动时第一电压信号发生器产生的感应电动势，所述第一电压信号发生器为设置在所述永磁直线电机定子的一端的电压信号发生器；

检测第二感应电动势，其中，所述第二感应电动势为所述永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着所述永磁直线电机定子的径向发生运动时第二电压信号发生器产生的感应电动势，所述第二电压信号发生器为设置在所述永磁直线电机定子的另一端的电压信号发生器；以及

根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势对所述永磁直线电机进行控制。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势对所述永磁直线电机进行控制包括：

根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势确定所述永磁直线电机动子的运行位置；

根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势确定所述永磁直线电机动子的运行方向；以及

根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势确定所述永磁直线电机动子的运行速度，

其中，根据所述运行位置、所述运行方向以及所述运行速度对所述永磁直线电机进行控制。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势对所述永磁直线电机进行控制包括：根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势对所述永磁直线电机中的电流进行控制。

8.一种永磁直线电机的控制装置，所述永磁直线电机包括永磁直线电机定子和永磁直线电机动子，所述永磁直线电机动子设置于所述永磁直线电机定子内，其特征在于，包括：

第一检测单元，用于检测第一感应电动势，其中，所述第一感应电动势为所述永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着所述永磁直线电机定子的径向发生运动时第一电压信号发生器产生的感应电动势，所述第一电压信号发生器为设置在所述永磁直线电机定子的一端的电压信号发生器；

第二检测单元，用于检测第二感应电动势，其中，所述第二感应电动势为所述永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着所述永磁直线电机定子的径向发生运动时第二电压信号发生器产生的感应电动势，所述第二电压信号发生器为设置在所述永磁直线电机定子的另一端的电压信号发生器；以及

控制单元，用于根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势对所述永磁直线电机进行控制。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述控制单元包括：

第一确定模块，用于根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势确定所述永磁直线电机动子的运行位置；

第二确定模块，用于根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势确定所述永磁直线电机动子的运行方向；以及

第三确定模块，用于根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势确定所述永磁直线电机动子的运行速度，

其中，所述控制单元根据所述第一确定模块、所述第二确定模块和所述第三确定模块对所述永磁直线电机进行控制。

10.一种永磁直线电机的控制***，用于对永磁直线电机进行控制，所述永磁直线电机包括永磁直线电机定子和永磁直线电机动子，所述永磁直线电机动子设置于所述永磁直线电机定子内，其特征在于，所述***包括：

第一电压信号发生器和第二电压信号发生器，设置于所述永磁直线电机定子的两端，用于当所述永磁直线电机动子在磁场力驱动下沿着所述永磁直线电机定子的径向发生运动时，分别产生第一感应电动势和第二感应电动势；以及

伺服控制器，用于根据所述第一感应电动势和所述第二感应电动势对所述永磁直线电机进行控制。