[发明专利]磁轴承的零偏置控制方法、装置及磁轴承有效
申请号: | 202210323785.0 | 申请日: | 2022-03-30 |
公开(公告)号: | CN114810826B | 公开(公告)日: | 2023-05-05 |
发明(设计)人: | 姚依晨;于溯源 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | F16C32/04 | 分类号: | F16C32/04 |
代理公司: | 北京三友知识产权代理有限公司 11127 | 代理人: | 赵平;叶明川 |
地址: | 10008*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 磁轴 偏置 控制 方法 装置 | ||
1.一种磁轴承的零偏置控制方法,其特征在于,包括:
根据磁轴承转子的位置检测信息和预设位置信息得到预期轴承力;
根据所述磁轴承上多个电磁铁的属性信息、预期轴承力和约束条件确定转子受力模型;
求解所述转子受力模型得到所述多个电磁铁中用于提供磁场力的目标电磁铁及对应的控制电流,将所述控制电流输出对应的目标电磁铁中以使目标电磁铁对所述转子形成的磁场力合成为所述预期轴承力;
所述约束条件为选取所述转子与每个电磁铁间的气隙中气隙最大的两个电磁铁为所述目标电磁铁;或者,所述约束条件为选取与所述预期轴承力角度最近的两个磁场力对应的电磁铁为目标电磁铁。
2.根据权利要求1所述的磁轴承的零偏置控制方法,其特征在于,所述预设位置信息为所述磁轴承中央,所述根据磁轴承转子的位置检测信息和预设位置信息得到预期轴承力具体包括:
根据所述磁轴承转子的位置检测信息确定所述转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量;
根据所述位置偏移量确定所述转子回复至所述磁轴承中央所需的预期轴承力。
3.根据权利要求1所述的磁轴承的零偏置控制方法,其特征在于,所述电磁铁的形状为马蹄形、山字形或单极形。
4.根据权利要求1所述的磁轴承的零偏置控制方法,其特征在于,所述根据所述磁轴承上多个电磁铁的属性信息、预期轴承力和约束条件确定转子受力模型具体包括:
根据所述多个电磁铁的属性信息和所述转子的位置检测信息确定所述转子预期的预期受力模型;
根据所述约束条件确定多个电磁铁中用于提供磁场力的目标电磁铁,形成约束条件向量;
根据所述预期受力模型和所述约束条件向量形成所述转子受力模型。
5.根据权利要求1所述的磁轴承的零偏置控制方法,其特征在于,所述根据所述多个电磁铁的属性信息和所述转子的位置检测信息确定所述转子预期的预期受力模型具体包括:
确定每个电磁铁对转子形成的磁场力;
根据所述转子的位置检测信息确定每个电磁铁与所述转子间的气隙;
将所有电磁铁形成的磁场力进行正交分解,并与所述预期轴承力对应形成所述转子的预期受力模型。
6.一种磁轴承的零偏置控制装置,其特征在于,包括:
轴承力控制模块,用于根据磁轴承转子的位置检测信息和预设位置信息得到预期轴承力;
模型建立模块,用于根据所述磁轴承上多个电磁铁的属性信息、预期轴承力和约束条件确定转子受力模型,所述约束条件为选取所述转子与每个电磁铁间的气隙中气隙最大的两个电磁铁为目标电磁铁;或者,所述约束条件为选取与所述预期轴承力角度最近的两个磁场力对应的电磁铁为目标电磁铁;
电流分配模块,用于求解所述转子受力模型得到所述多个电磁铁中用于提供磁场力的目标电磁铁及对应的控制电流,将所述控制电流输出对应的目标电磁铁中以使目标电磁铁对所述转子形成的磁场力合成为所述预期轴承力。
7.一种磁轴承,其特征在于,包括转子、环绕所述转子设置的多个电磁铁、用于检测所述转子的位置检测信息的位置检测装置以及如权利要求6所述的控制装置。
8.一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,
所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5任一项所述方法。
9.一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,
该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述方法。
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