[发明专利]控制超导磁悬浮转子平衡的装置

权利要求书

1.控制超导磁悬浮转子平衡的装置，包括转子腔外壳(1)和超导转子(2)，其特征在于，所述的装置还包括旋转轴偏移测量传感器(3)、XOZ平面调节线圈(4)、YOZ平面调节线圈(14)和中心柱定子(5)；中心柱定子(5)固定在转子腔外壳(1)下端中心位置，空心的所述超导转子(2)套在中心柱定子(5)上，中心柱定子(5)为圆柱形空筒，筒内沿XOZ平面关于中心对称布置4个XOZ平面调节线圈(4)，沿与XOZ平面垂直的YOZ平面关于中心对称布置4个YOZ平面调节线圈(14)，XOZ平面调节线圈(4)和YOZ平面调节线圈(14)为矩形；XOZ平面调节线圈(4)和YOZ平面调节线圈(14)的两条长边与转子旋转轴平行；旋转轴偏移测量传感器(3)固定在转子腔外壳(1)上端，旋转轴偏移测量传感器(3)的光轴垂直于转子顶部平面，指向超导转子(2)球心。

2.按照权利要求1所述的控制超导磁悬浮转子平衡的装置，其特征在于，所述的XOZ平面调节线圈(4)包含上X1调节线圈(6)、上X2调节线圈(8)、下X1调节线圈(10)和下X2调节线圈(12)；所述的YOZ平面调节线圈(14)包含上Y1调节线圈(7)、上Y2调节线圈(9)、下Y1调节线圈(11)和下Y2调节线圈(13)；在所述中心柱定子(5)的筒内上端间隔90度布置上X1调节线圈(6)、上Y1调节线圈(7)、上X2调节线圈(8)和上Y2调节线圈(9)；在中心柱定子(5)的筒内下端间隔90度布置下X1调节线圈(10)、下Y1调节线圈(11)、下X2调节线圈(12)和下Y2调节线圈(13)；在XOZ坐标平面内布置的4个调节线圈中，不相邻的上X1调节线圈(6)和下X1调节线圈(10)串联成一对，上X2调节线圈(8)和下X2调节线圈(12)串联成一对，上X2调节线圈(8)和下X2调节线圈(12)产生顺时针方向的力矩，上X1调节线圈(6)和下X1调节线圈(10)产生逆时针方向的力矩；在与所述的XOZ坐标平面平面垂直的YOZ坐标平面内布置的4个调节线圈中，不相邻的上Y1调节线圈(7)和下Y1调节线圈(11)串联成一对，上Y2调节线圈(9)和下Y2调节线圈(13)串联成一对，上Y2调节线圈(9)和下Y2调节线圈(13)产生顺时针方向的力矩，上Y1调节线圈(7)和下Y1调节线圈(11)产生逆时针方向的力矩。

3.按照权利要求1所述的控制超导磁悬浮转子平衡的装置，其特征在于，所述的中心柱定子(5)和调节线圈骨架均采用聚酰亚胺材料制成。

4.应用权利要求1所述的控制超导磁悬浮转子平衡的装置的控制方法，其特征在于，串联成对的所述调节线圈通过靠近超导转子(2)内壁的1条长边产生的磁场与超导转子(2)内壁表面磁场相互作用产生的电磁力矩调节超导转子(2)平衡；当超导转子(2)悬浮或旋转时发生旋转轴偏移后，通过旋转轴偏移测量传感器(3)测量得到超导转子(2)旋转轴偏移方向和偏移角度的大小，将旋转轴偏移信息反馈给计算机处理得到需要控制哪对调节线圈通电及通电电流大小，并将控制指令输给程控直流电源，通过程控直流电源给相应需要工作的调节线圈通电，使得超导转子(2)在调节线圈产生的力矩作用下，从偏移位置自动调整到平衡位置，即超导转子(2)旋转轴保持竖直。