[发明专利]磁轴承的零偏置控制方法、装置及磁轴承

说明书

本发明提供了一种磁轴承的零偏置控制方法、装置及磁轴承，所述方法包括：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，本发明可解决现有技术中磁轴承需要设置定常偏置电流对转子进行反馈控制的问题。

技术领域

本发明涉及磁轴承技术领域，尤其涉及一种磁轴承的零偏置控制方法、装置及磁轴承。

背景技术

磁轴承主要由电磁铁、位移传感器、控制器和功率放大器等部件组成。磁轴承使用安装在定子部件上的电磁铁对转子产生电磁力，使转子在与轴承无接触的情况下进行稳定悬浮和旋转。进一步的，可通过反馈控制回路控制输入电磁铁的控制电流大小，以控制支承磁悬浮轴承中转子的电磁力。因此，转子的动力学特性可以通过反馈控制回路进行实时调整，从而使得磁轴承具有更好的动态特性。现有技术中，磁轴承的控制普遍使用带有定常偏置电流的差动控制。这种控制方法以同一直线上的两个电磁铁为一组作为最小控制单元，即必须在磁轴承的至少两条不同方向的直线上分别设置两个电磁铁才能实现对磁轴承转子任意方向基于磁场力的位置调整。但是，但是偏置电流的引入会造成能源的浪费和线圈的额外发热。线圈发热还需要辅机进行冷却，更进一步造成能源的浪费。不仅如此，定常偏置电流可能会导致磁饱和过早的到来，造成磁轴承的承载力不能充分被利用。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种磁轴承的零偏置控制方法，以解决现有技术中磁轴承需要设置偏置电流对转子进行反馈控制的问题。本发明的另一个目的在于提供一种磁轴承的零偏置控制装置。本发明的再一个目的在于提供一种磁轴承。本发明的还一个目的在于提供一种计算机设备。本发明的还一个目的在于提供一种可读介质。

为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种磁轴承的零偏置控制方法，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。

优选的，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。

优选的，所述电磁铁的形状为马蹄形、山字形或单极形。

优选的，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。

优选的，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；