[发明专利]用于主动磁轴承的改进的信号调节电路

说明书

本公开涉及用于主动磁轴承的改进的信号调节电路。提供了一种电感式感测电路，该电感式感测电路包括信号发生器、一个或更多个感测布置以及解调电路。信号发生器被配置成生成驱动信号。一个或更多个感测布置中的每一个包括：两组一个或更多个电感式感测元件，其以半桥布置进行配置，两组一个或更多个感应感测元件由驱动信号驱动；校正信号电路，其被配置成生成校正信号，其中，校正信号是驱动信号的可调缩放版本；以及求和电路，其被配置成将两组一个或更多个电感式感测元件的输出信号与校正信号进行求和。解调电路被配置成对一个或更多个感测布置中的每一个的求和电路的输出进行解调。

技术领域

本发明总体上涉及电子领域。特别地，本发明涉及用于主动磁轴承的改进的信号调节电路。

背景技术

传统上，用于支承转子的主动磁轴承包括具有通过位移传感器使用电子伺服电路来控制的可变励磁的电磁体。位移传感器对转子相对于参考位置的位置改变敏感。位移传感器可以是光学式、电容式、涡流式或电感式。

电感式位置传感器包括具有可变间隙的一组电感元件，该组电感元件被固定至定子并且与和转子成一体的参考环或“目标”协作。传统上，参考环包括由磁片组成或由铁氧体制成的环。由于制造缺陷和构建公差限制电感式传感器元件的性能，因此必须非常小心地制造参考环。

传统上，用于磁轴承应用的桥型电感式位置传感器使用相位敏感(同步)解调电路，该相位敏感(同步)解调电路使用模拟电子器件来实现。为了优化同步解调电路的性能，当转子从中心位置移开时，应调整参考波形的相位以匹配来自传感器的输出信号的相位。在使用模拟同步解调电路的情况下，这种相位移动通常使用RC滤波器网络来执行，RC滤波器网络在系统在安装有现场布线的系统的最终安装中时得到匹配。

随着朝向磁轴承系统的自动和远程调试的发展，控制器电路内的这种类型的调整是不方便的，并且期望一种远程或自动优化解调电路的相位的方法。

因此，期望用于磁轴承的改进的信号调节电路。

发明内容

本发明提供一种电感式感测电路，该电感式感测电路包括信号发生器、一个或更多个感测布置以及解调电路。信号发生器被配置成生成驱动信号。一个或更多个感测布置中的每一个包括：两组一个或更多个电感式感测元件，其以半桥布置进行配置，两组一个或更多个电感式感测元件由驱动信号驱动；校正信号电路，其被配置成生成校正信号，其中，校正信号是驱动信号的可调缩放版本；以及求和电路，其被配置成将两组一个或更多个电感式感测元件的输出信号与校正信号进行求和。解调电路被配置成对一个或更多个感测布置中的每一个的求和电路的输出进行解调。

本发明还提供了一种用于校正两组一个或更多个电感式传感器元件的输出信号的方法，该方法包括：生成驱动信号；通过施加驱动信号来驱动两组一个或更多个电感式传感器元件；生成校正信号，其中，校正信号是驱动信号的可调缩放副本；将两组一个或更多个电感式传感器元件的输出信号与校正信号进行求和；以及对求和信号进行解调。

本发明还提供了一种主动磁轴承，其包括本文中公开的电感式感测电路。

附图说明

将参照附图仅通过举例的方式来描述本发明的其他细节、方面和实施方式。在附图中，相同的附图标记被用于标识相同或功能上相似的元件。附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。

图1示出了典型的径向电感式位置传感器布置的高级框图。

图2示出了用于电感式位置传感器元件布置的典型数字实现方式的框图。

图3示出了对于理想系统在转子沿一个运动轴线从接触一侧的保护轴承、通过机械中心位置、到接触相反侧的保护轴承进行横穿时由相对的成对电感式传感器元件形成的半桥的输出信号的示例。