[发明专利]径向-轴向共用偏磁磁通的主动磁轴承及其控制方法

权利要求书

1.一种径向-轴向共用偏磁磁通的主动磁轴承，其特征在于转子(5)由硅钢片叠压而成，中间由隔磁铝环(11)将转子(5)分隔成轴向对称的2部分，隔磁铝环(11)和转子(5)套在转轴(6)上；二个轴向定子圆盘(101)连接在轴向定子圆筒(102)两侧，二个轴向定子圆盘(101)和轴向定子圆筒(102)由硅钢片叠压而成，二个轴向定子圆盘(101)与转子(5)之间的气隙构成轴向气隙；径向定子(2)具有沿圆周均匀分布的三个径向定子磁极(3)，径向定子(2)处于二个轴向定子圆盘(101)和轴向定子圆筒(102)中间，并置于轴向定子圆筒(102)内侧，径向定子(2)由硅钢片叠压而成，隔磁铝片(12)将径向定子(2)分隔成轴向对称的二部分，三个径向定子磁极(3)与转子(5)之间的气隙构成三个径向气隙；轴向控制线圈(9，10)分别紧挨二个轴向定子圆盘(101)，并置于内侧；三个径向控制线圈(4)固定在三个径向定子磁极(3)上；径向控制磁通在径向定子(2)、径向气隙和转子(5)之间构成完整的磁通回路，轴向控制磁通经过轴向定子圆筒(102)、轴向定子圆盘(101)、轴向气隙、转子(5)、径向气隙和径向定子(2)构成完整的磁通回路。

2.权利要求1所述的径向-轴向共用偏磁磁通的主动磁轴承的控制方法，其特征在于轴向控制线圈(9，10)产生的偏磁电流为径向和轴向同时提供静态偏磁磁通；其轴向采用双极性开关功放(18)提供控制电流，径向采用CRPWM电流跟踪型逆变器(20)提供控制电流；采用DSP控制器(31)同时对轴向与径向位移进行实时控制；电涡流传感器(26，27，28)对转子轴向和径向位置进行检测，电涡流传感器(26，27，28)输出位移信号经调理后送入DSP控制器(31)，并与平衡位置参考信号进行比较，经位置PID控制器(15，14，13)运算处理，输出轴向和径向悬浮力参考信号，轴向悬浮力参考信号经过轴向力/电流变换(17)输出轴向参考控制电流信号驱动双极性开关功放(18)，径向悬浮力参考信号经过径向力/电流变换(16)、2/3变换(19)输出径向各相参考控制电流信号，上述径向各相参考控制电流信号先与通过霍尔电流传感器(21，22，23)检测来的径向控制线圈中的实时三相电流信号相比较，再驱动CRPWM电流跟踪型逆变器(20)，实现径向-轴向共用偏磁磁通的主动磁轴承(25)闭环控制。