[发明专利]一种五自由度磁悬浮轴承双反互补电励磁控制器

权利要求书

1.一种五自由度磁悬浮轴承双反互补电励磁控制器，包括电机和位于电机两侧的左右磁悬浮轴承，其特征在于：还包括微处理器、第一至第五位移差动放大器、隔离驱动电路、励磁功率电路和励磁绕组；左磁悬浮轴承上沿其径向设有第一至第四位移传感器，分别用于测量左磁悬浮轴承第Ⅰ至第Ⅳ象限的径向位移信号，左磁悬浮轴承上沿其轴向设有左轴向位移传感器，用于测量左磁悬浮轴承轴向位移信号；右磁悬浮轴承上沿其径向设有第五至第八位移传感器，用于测量右磁悬浮轴承第Ⅰ至第Ⅳ象限的径向位移信号，右磁悬浮轴承上沿其轴向设有右轴向位移传感器，用于测量右磁悬浮轴承轴向位移信号；所述第一位移传感器、第三位移传感器的输出端与第一位移差动放大器的输入端相连，第二位移传感器、第四位移传感器的输出端与第二位移差动放大器的输入端相连，第五位移传感器、第七位移传感器的输出端与第三位移差动放大器的输入端相连，第六位移传感器、第八位移传感器的输出端与第四位移差动放大器的输入端相连，左轴向位移传感器、右轴向位移传感器的输出端与第五位移差动放大器的输入端相连，第一至第五位移差动放大器的输出端均连接微处理器；左右磁悬浮轴承上均设有励磁绕组，所述微处理器、隔离驱动电路、励磁功率电路、励磁绕组依次连接，微处理器通过PWM信号驱动，以定频调节脉冲宽度的方式调节励磁绕组中的电流，实现磁悬浮轴承各自由度区的平衡。

2.根据权利要求1所述的五自由度磁悬浮轴承双反互补电励磁控制器，其特征在于：所述微处理器内置A/D转换器，A/D转换器具有第一至第五A/D接口，所述第一至第五位移差动放大器的输出端分别连接第一至第五A/D接口。

3.根据权利要求1所述的五自由度磁悬浮轴承双反互补电励磁控制器，其特征在于：所述微处理器内置十路I/O接口和十路PWM输出端，十路I/O接口和十路PWM输出端分别连接到十路隔离驱动电路的输入端，十路隔离驱动电路输出的PWM脉宽和I/O开关电平分别连接到十路励磁功率电路的输入端，左右磁悬浮轴承各自由度区的励磁绕组连接到十路励磁功率电路的输出端。

4.根据权利要求3所述的五自由度磁悬浮轴承双反互补电励磁控制器，其特征在于：所述励磁绕组包括左磁悬浮轴承第Ⅰ至第Ⅳ象限径向绕组A₁₁A₁₂- A₄₁A₄₂、右磁悬浮轴承第Ⅰ至第Ⅳ象限径向绕组B₁₁B₁₂- B₄₁B₄₂、左轴承励磁绕组C₁₁C₁₂ 和右轴承励磁绕组C₂₁C₂₂；

左磁悬浮轴承第Ⅰ象限径向绕组A₁₁A₁₂中的励磁电流和第Ⅲ象限径向绕组A₃₁A₃₂中的励磁电流受控于第一位移差动放大器的输出量，左磁悬浮轴承第Ⅰ象限径向绕组A₁₁A₁₂绕组连接到第一路励磁功率电路的输出端，A₁₁接正端，A₁₂接负端；左磁悬浮轴承第Ⅲ象限径向绕组A₃₁A₃₂连接到第三路励磁功率电路的输出端，A₃₁接正端，A₃₂接负端；左磁悬浮轴承第Ⅱ象限径向绕组A₂₁A₂₂和第Ⅳ象限径向绕组A₄₁A₄₂中的励磁电流受控于第二位移差动放大器的输出量，左磁悬浮轴承第Ⅱ象限径向绕组A₂₁A₂₂连接到第二路励磁功率电路的输出端，A₂₁接正端，A₂₂接负端；左磁悬浮轴承第Ⅳ象限径向绕组A₄₁A₄₂绕组接到第四路励磁功率电路的输出端，A₄₁接正端，A₄₂接负端；

右磁悬浮轴承第Ⅰ象限径向绕组B₁₁B₁₂和第Ⅲ象限径向绕组B₃₁B₃₂中的励磁电流受控于第三位移差动放大器的输出量, 右磁悬浮轴承第Ⅰ象限径向绕组B₁₁B₁₂绕组连接到第五路励磁功率电路的输出端，B₁₁接正端，B₁₂接负端；右磁悬浮轴承第Ⅲ象限径向绕组B₃₁B₃₂绕组接至第七路励磁功率电路的输出端，B₃₁接正端，B₃₂接负端；右磁悬浮轴承第Ⅱ象限径向绕组B₂₁B₂₂和第Ⅳ象限径向绕组B₄₁B₄₂中的电流受控于第四位移差动放大器的输出量，右磁悬浮轴承第Ⅱ象限径向绕组B₂₁B₂₂连接到第六路励磁功率电路的输出端，B₂₁接正端，B₂₂接负端；右磁悬浮轴承第Ⅳ象限径向绕组B₄₁B₄₂绕组接至第八路励磁功率电路的输出端，B₄₁接正端，B₄₂接负端；

左轴承励磁绕组C₁₁C₁₂ 和右轴承励磁绕组C₂₁C₂₂ 中的励磁电流受控于第五位移差动放大器的输出量，左轴承励磁绕组C₁₁C₁₂连接到第九路励磁功率电路的输出端，C₁₁接正端，C₁₂接负端；右轴承励磁绕组C₂₁C₂₂ 连接到第十路励磁功率电路的输出端，C₂₁接正端，C₂₂接负端。