[发明专利]一种混合磁力轴承及控制方法

权利要求书

1.一种混合磁力轴承，包括定子、转子和控制系统，定子包括环绕转子外的永磁体阵列和电磁体阵列，电磁体阵列至少由6个以上偶数个电磁体构成，每个电磁体形成一个磁极，其特征在于：所述控制系统包括与电磁体数量对应的开关对（2）、功放驱动器（3）、数字信号处理器（1），所述数字信号处理器（1）包括有ADC单元（4）和CPU单元（5），所述ADC单元与CPU单元连接，所述每个开关对分别对应连接在一个电磁体线圈上，所述ADC单元分别连接到每个电磁体线圈上，所述CPU单元与功放驱动器连接，功放驱动器控制连接各开关对，

ADC单元：对各电磁体线圈上的电流进行采集，并将这些采集的信息进行模式转换后发送给CPU单元进行处理；

CPU单元：对各电磁体线圈处采集的电流值进行计算处理后得到转子相对各磁极的位移值和位移变化量，CPU单元根据位置值和位移变化量分析转子振动量和章动模态量情况，并判断是否提高相应磁极弹性力以及增加相应磁极的阻尼力，然后CPU单元发送指令给功放驱动器，由功放驱动器控制对应磁极的开关对工作，控制各磁极线圈上的电流大小，从而控制转子系统的上弹性力或阻尼力，同时功放驱动器还通过控制开关对工作，在各磁极线圈上叠加自传感所需的高频小信号。

2.根据权利要求1所述的一种混合磁力轴承，其特征是所述开关对（2）连接在电源上，开关对包括两个串联的开关，每个电磁体对应连接一个开关对，电磁体的线圈一端接中心电位点，另一端连接至其对应的开关对两个开关连接之间。

3.一种混合磁力轴承的控制方法，采用权利要求1或2中磁力轴承，其特征是：包括对转子位移的检测，对磁极弹性力或阻尼力的调节

转子位移的检测过程为：由CPU单元控制多相开关给各电磁体线圈加载高频小信号，在线圈上产生反应转子位移信号的感生电流，ADC单元采集各电磁体线圈上的电流，传输给CPU单元，CPU单元对采样电流值进行计算得到各电磁体相对转子的位移值和位移变化量；

磁极弹性力或阻尼力的调节：

CPU单元通过位移值和位移变化量计算和辨识出转子振动量和章动模态量，将振动量与设定的振动量标准值进行比较；

若振动量大于标准值，则根据位移值信息通过功放驱动器控制相应的表现为弹性力的电磁体线圈上开关对工作状态，改变相应电磁体线圈上的电流，提高相应电磁体的弹性力，直到计算得到的振动量不大于标准值为止；

若振动量不大于标准值，将章动模态量与设定的章动模态量标准值进行比较，若章动模态量大于标准值，则通过功放驱动器控制相应的表现为阻尼力的电磁体线圈上开关对工作状态，改变相应电磁体线圈上的电流，提高相应电磁体的阻尼力，直到计算得到的章动模态量不大于标准值为止。