[实用新型]一种下悬浮装置的磁浮体悬浮控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种下悬浮装置的磁浮体悬浮控制电路。

背景技术

图1示出一种下悬浮装置的结构，包括磁浮体W、电磁线圈3及导磁铁芯2等部件。所述磁浮体受力为自身总重量P、磁浮体W上部永磁材料对固定铁芯的磁吸力F，当受力平衡即P＝F时，磁浮体W实现磁悬浮，此时磁浮体W与上部铁芯的磁悬浮距离D唯一。由于D与F之间的严重非线性关系，当磁浮体W受微小外力扰动作用时，产生D0＝D±ΔD，这导致磁悬浮的力平衡关系被破坏，最终使得磁浮体W的悬浮亦随即被破坏。由此可知，下悬浮装置对磁浮体W悬浮控制的目标关键是稳定D值，为此需设置一种有效的磁浮体悬浮控制电路。

现有技术中，采用单端式电磁线圈驱动电路稳定磁悬浮距离D，其中流过线圈的电流为单方向，只能向磁浮体产生向上拉力F’。为此，D线必须设置在D0＞D的位置；同时，电磁线圈3时刻通电耗能，从而产生例如1/2F’的向上拉力，使磁浮体能在D0的位置上悬浮。当磁浮体因扰动向上运动时，控制电路只能减少向上拉力，最大可能产生一个相当于1/2F’的向下推力；当磁浮体因扰动向下运动时，控制电路只能增加电磁线圈电流，产生一个最大值为1/2F’的向上拉力。由此可见，现有技术对磁悬浮距离的控制不够方便、有效，也不利于节能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种下悬浮装置的磁浮体悬浮控制电路，可以便捷地使磁浮体稳定、可靠地悬浮。

为解决上述技术问题，本实用新型所提供的技术方案是：一种下悬浮装置的磁浮体悬浮控制电路，该磁浮体含有永磁材料，包括：

一电磁线圈，在电流流经时产生可作用于所述磁浮体的电磁力；

一导磁铁芯，上部套设于所述电磁线圈之中，底部正对所述磁浮体；

一距离传感器，设置于所述导磁铁芯的底部，可检测并输出所述磁浮体相对于所述导磁铁芯的磁悬浮距离信号；

一磁悬浮扰动距离检测模块，将所述磁悬浮距离信号与预设磁悬浮平衡距离比较，得到磁悬浮扰动距离极性与大小，并输出一与磁悬浮扰动距离极性对应的电流方向控制信号；

一磁悬浮距离闭环控制模块，根据磁悬浮扰动距离大小，输出一与扰动磁悬浮扰动距离大小对应的电流大小控制信号；

一全桥驱动电路，两个桥臂之间接入所述电磁线圈，在所述电流方向控制信号和所述电流大小控制信号作用下，改变流经所述电磁线圈中的电流方向及大小。

所述距离传感器为霍尔传感器。

所述磁悬浮距离闭环控制模块可输出一与扰动磁悬浮扰动距离大小对应的脉冲宽度调制信号。

所述磁悬浮距离闭环控制模块为实体电路或写入相应算法的功能芯片。

所述磁悬浮扰动距离检测模块为实体电路或写入相应算法的功能芯片。

所述磁浮体的顶部设置有永磁材料。

所述全桥驱动电路包括对称设置的四个开关元件。

所述开关元件为三极管、场效应管或集成电路

与现有技术相比，本实用新型可以便捷地使磁浮体稳定、可靠地悬浮，并实现节能效果，具体而言：全桥式电磁线圈驱动电路能产生两个方向相反的线圈电流，可使D值控制电磁线圈相应地产生±F’的调整力，且该调整力的方向与±ΔD的减少所要求一致，从而使得磁浮体回到磁悬浮平衡位置；当ΔD＝0时，F’＝0，也就是说此时整个系统处于近似零功耗的状态；由于单个线圈就能产生±F’的调整磁力，这意味着电磁力效率提高了100％，同时也能为设置悬浮体的用户提供清晰的稳定手感指示。

附图说明

图1为一现有下悬浮装置的结构示意图；

图2为本实用新型下悬浮装置的磁浮体悬浮控制电路的框图；

图3为图2中全桥式电磁线圈驱动电路的一电路实例。

具体实施方式

本实用新型实施例中，磁浮体W含有永磁材料，它与导磁铁芯2之间一直产生磁力：正常状态时，在不消耗电能的情况下仍能保持悬浮；受到扰动时，通过电磁线圈3产生与扰动方向相反的作用力，从而使磁浮体W恢复到平衡位置。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图2，示出本实用新型下悬浮装置的磁浮体悬浮控制电路，其中：包括D值(距离)霍尔传感器1、导磁铁芯2、D值(距离)控制电磁线圈3、ΔD极性检测模块4、D值闭环控制模块(为实体电路或写入算法的功能芯片)5、以及全桥式电磁线圈驱动电路(简称全桥驱动电路)6等部分组成，其中：