发布时间：2024-08-12 10:32:06
换向是直线电机控制中的重要环节,涉及到直线电机的正常运转与精准控制；
本文将探讨音圈电机直线电机换相问题,并结合同茂电机位置编码器的选型解决方案,为解决换相问题提供专业的指导；
什么是电机换相？
电机在运转过程中,不同位置的磁力方向不一致，为了电机运转,需要在不同位置改变线圈内电流的方向不同电机的换相；有刷电机的换相在有刷电机中,换相通过机械方式完成,具体是通过电刷来实现换向器在不同位置与不同电刷接触,从而改变电流方向这意味着,外部供给电机的电流方向保持不变,而换相过程在电机内部通过电刷实现；
音圈电机是直流有刷电机，音圈电机相当于只有一个磁极对的直线电机，不用考虑换向，低至无迟滞，所以音圈电机可以用来做精密定位，也是理想的高频运动电机
无刷电机的换相
直线电机控制相当于直流无刷电机，电机接线3根(UVW+1根屏蔽网)+换向接线5根(Hall:5+、GND、A、B、C)。直线电机的换相则要颔额外的传感器来判断线圈相对于磁场的位置,并据此向线圈通入相应方向的电流这个换相过程实际上是在驱动端完成的,即供给电机的电流方向是按照特定规律变化的；
换相现象的原理
用上图为例,定义电机往右为正方向,电机往正方向走的电流定义为电流；直线电机如果需要从左往右(N交)连续运动,单个线圈的电流需要按照特定的规律变化，这个过程是需要驱动器进行的要实现此电流变化,驱动器需要知道线圈每一个时刻相处于磁铁(NS)的具体位置；假如由于某些原因,驱动器错误地计算了线圈相对于NS的位置,最***的情况就是把N极算成了极那么原本让电机往正向走的电流,就会让电机往负走这就是换相错误,其特征是:正电流,往负出力直线电机解决方案直线电机因其高效、低噪音和长寿命等优点,广泛应用于各类工业和消费电子产品中然而,准确的换相是确保直线电机高效运行的关键换相过程涉及电机线圈和磁场之的***位识别,不同同茂电机传感器能够提供多种实现换相的方法；
以下是关于直线电机换相的实现方法
1，使用增量式编码器
增量式编码器在直流直线电机中常被使用在电机上电初始时,驱动器不能获取电机线圈的位置因此,在每次丢失换相信息(例如编码器报警、驱动器掉电)后,需要进行微动操作来确定电机相对于磁铁的位置驱动器按照特定的规律输出矩阵电流,测量电机的移动距离和速度从而确定位置，一旦成功进行换相,驱动器会根据设置的参数(例如分辨率和磁极距离)记录位置信息通常情况下,只要不新电就无需重新进行换相操作这也是为什么当不使用霍尔传感器时,每次掉电后电机会出现微动现象的原因；
2，数字霍尔传感器增量,编码器
另一种实现方式是使用数字式霍尔传感器结合增量型编码器在电机刚上电时,驱动器读取霍尔传感器的状态进行粗略换相操作在经过一个霍尔序列变化后,通过光栅尺计数来计算线圈相对于磁铁的***位具体的对应关系在电机安装时确这个过程也称为换相或者电机确认，
3,使用值编码器:
使用值编码器与调试时使用霍尔传感器的方式类似,需要确认换相的信息然而,基于值编码器的特性,即使掉电位置也不会丢失因此,重新上电后,驱动器可以通过读取位置来获得线圈相对于磁场的位这样就避免了重新换相的需要；直线电机的换相方法多样,以上三种换相方式各有其优点和适用场景选择合适的方法可以***提高直线电机的效率和性能.
