[发明专利]一种磁悬浮轴承的控制装置、方法和磁悬浮系统

说明书

本发明公开了一种磁悬浮轴承的控制装置、方法和磁悬浮系统，该装置包括：采样单元，对磁悬浮轴承的轴向推力盘的位移进行采样，得到轴向推力盘的位移参数；控制单元，根据轴向推力盘的位移参数，确定轴承推力盘的角度参数；控制单元，还根据轴向推力盘的位移参数和角度参数，控制三对以上轴向轴承电磁线圈中的至少一个轴向轴承电磁线圈的工作电流，以通过至少一个轴向轴承电磁线圈对轴向推力盘的位移和角度进行调节。该方案，通过辅助径向轴承修正转子的空间角度，能够提高转子控制精度。

技术领域

本发明属于磁悬浮技术领域，具体涉及一种磁悬浮轴承的控制装置、方法和磁悬浮系统，尤其涉及一种磁悬浮轴向轴承的控制装置、方法和磁悬浮系统。

背景技术

磁悬浮轴承，是利用电磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触。磁悬浮转子即采用了磁悬浮轴承作为支撑的转子部件，磁悬浮轴承通过电磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间无直接接触。在磁悬浮电机带载工作过程中，因转子径向载荷的不均衡，会导致转子控制精度变差。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种磁悬浮轴承的控制装置、方法和磁悬浮系统，以解决磁悬浮电机带载工作过程中因转子径向载荷的不均衡，会导致转子控制精度变差的问题，达到通过辅助径向轴承修正转子的空间角度，能够提高转子控制精度的效果。

本发明提供一种磁悬浮轴承的控制装置中，所述磁悬浮轴承，包括：三对以上轴向轴承电磁线圈；三对以上所述轴向轴承电磁线圈中的每个所述轴向轴承电磁线圈，能够被独立控制；所述磁悬浮轴承的控制装置，包括：采样单元和控制单元；其中，所述采样单元，被配置为对所述磁悬浮轴承的轴向推力盘的位移进行采样，得到所述轴向推力盘的位移参数；所述控制单元，被配置为根据所述轴向推力盘的位移参数，确定所述轴承推力盘的角度参数；所述控制单元，还被配置为根据所述轴向推力盘的位移参数和角度参数，控制三对以上所述轴向轴承电磁线圈中的至少一对所述轴向轴承电磁线圈的工作电流，以通过至少一对所述轴向轴承电磁线圈对所述轴向推力盘的位移和角度进行调节。

在一些实施方式中，所述采样单元，包括：位移采集模块；三对以上所述轴向轴承电磁线圈，包括：在竖直方向上，在所述轴向推力盘的前后布置的两个自由度四个轴向轴承电磁线圈；以及，在水平方向上，在所述轴向推力盘的前后布置的两个自由度四个轴向轴承电磁线圈；在每个自由度的轴向轴承电磁线圈处，设置有至少一个所述位移采样模块。

在一些实施方式中，所述控制单元，根据所述轴向推力盘的位移参数和角度参数，控制三对以上所述轴向轴承电磁线圈中的至少一对所述轴向轴承电磁线圈的工作电流，包括：根据所述轴向推力盘的位移参数，确定所述轴向推力盘的位移控制电流；根据所述轴向推力盘的角度参数，确定所述轴向推力盘的角度控制电流；根据所述轴向推力盘的位移控制电流、以及所述轴向推力盘的角度控制电流，确定所述轴向轴承电磁线圈的工作电流。

在一些实施方式中，所述控制单元，根据所述轴向推力盘的位移参数，确定所述轴向推力盘的位移控制电流，包括：给同一自由度的所述轴向推力盘前后向两个轴向轴承电磁线圈，分别提供一个静态偏置电流；将每个所述轴向轴承电磁线圈处的位移参数进行加权平均后，得到所述磁悬浮轴承的转子轴向实际位置；确定所述磁悬浮轴承的转子参考位置与所述转子轴向实际位置之间的位移偏差，对所述位移偏差进行PID计算，得到所述轴向推力盘前后向两个轴向轴承电磁线圈的位移控制电流，以根据所述轴向推力盘前后向两个轴向轴承电磁线圈的位移控制电流，对所述轴向推力盘前后向两个轴向轴承电磁线圈进行差动控制。