[发明专利]一种磁悬浮轴承控制装置及磁悬浮轴承系统

说明书

本发明公开了一种磁悬浮轴承控制装置及磁悬浮轴承系统，包括位移调节系统、差分系统和电流调节器；位移调节系统采集转子偏离预设位置的偏离位移，将偏离位移转换为偏移电流值，差分系统对第一轴承线圈和第二轴承线圈的当前电流值作差分处理后得到差分电流值；电流调节器对偏移电流值和差分电流值求差得到调节电流值，且将调节电流值转换为调节占空比，并根据调节占空比分别对第一功率放大器和第二功率放大器各自的当前占空比进行调节，以控制第一轴承线圈和第二轴承线圈调节转子至预设位置，控制装置不仅结构简单，而且控制装置的控制过程简化了控制算法，提高了控制的实时性。

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，更为具体的说，涉及一种磁悬浮轴承控制装置及磁悬浮轴承系统。

背景技术

磁悬浮轴承又称磁力轴承，是目前世界上公认的高新技术之一，其技术涉及到机械学、电磁学、电子学、材料学、动力学、计算机科学等诸多学科。磁悬浮轴承利用电磁力将转子悬浮，由于其具有无摩擦、寿命长、转速高、精度高、噪声小、无需润滑等特点，在很多应用领域内与传统轴承相比存在明显的优越性，是本世纪最具有发展前途的主导轴承之一。但是，现有的磁悬浮轴承控制装置结构较为复杂，控制过程运算量较大，进而占用了较多的运算时间。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种磁悬浮轴承控制装置及磁悬浮轴承系统，在转子偏离预设位置时，通过调节功率放大器的占空比使得第一轴承线圈和第二轴承线圈之间产生一差动电流，以调节转子至预设位置，控制装置的结构简单，且控制过程的运算量减小，减小了运算时间，进而提高了控制的实时性。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种磁悬浮轴承控制装置，包括：

作用相反的第一轴承线圈和第二轴承线圈；

其中，所述第一轴承线圈和第二轴承线圈之间设置有转子，且所述第一轴承线圈连接第一功率放大器，所述第二轴承线圈连接第二功率放大器，其特征在于，所述控制装置还包括：

位移调节系统、差分系统和电流调节器；

其中，所述位移调节系统采集所述转子偏离预设位置的偏离位移，并将所述偏离位移转换为偏移电流值，且同时所述差分系统对所述第一轴承线圈的当前电流值和第二轴承线圈的当前电流值作差分处理后得到差分电流值；

所述电流调节器对所述偏移电流值和差分电流值求差得到调节电流值，且将所述调节电流值转换为调节占空比，并根据所述调节占空比分别对所述第一功率放大器和第二功率放大器各自的当前占空比进行调节，以控制所述第一轴承线圈和第二轴承线圈调节所述转子至所述预设位置。

优选的，所述位移调节系统包括：

一位移传感器；

以及，与所述位移传感器相连的位移调节器；

其中，所述位移传感器采集所述转子偏离预设位置的偏离位移，所述位移调节器将所述偏离位移转换为偏移电流值。

优选的，所述位移调节器为位移PID调节器。

优选的，所述差分系统包括：

一减法器，其中，所述减法器的一输入端接入所述第一轴承线圈的电流，所述减法器的另一端接入所述第二轴承线圈的电流。

优选的，所述差分系统包括：

一第一电流传感器和一第二电流传感器；

其中，所述减法器的一输入端电连接第一电流传感器，所述第一电流传感器用于采集所述第一轴承线圈的电流；

以及，所述减法器的另一输入端电连接第二电流传感器，所述第二电流传感器用于采集所述第二轴承线圈的电流。