[发明专利]无偏置磁轴承线圈控制电路及控制方法

说明书

本发明涉及磁轴承线圈电流控制技术领域，具体涉及一种无偏置磁轴承线圈控制电路及控制方法。该控制电路包括：第一通断控制模块、第二通断控制模块、第一线圈(譬如轴承的正向线圈)电路模块和第二线圈(譬如轴承的负向线圈)电路模块，在传统的电路中，不同线圈中的电流独立控制，导致电力电子器件频繁高频运作，降低系统的可靠性，减慢了控制闭环的动态响应，并大大增加了控制策略的复杂度。本发明的控制电路中不同线圈中的电流统一控制，不需要控制环间相互协调，大大简化了无偏置磁轴承线圈的控制电路结构及磁轴承线圈中电流的控制策略，降低了控制电路的复杂度同时提高了磁轴承系统的动态响应以及可靠性。

技术领域

本发明涉及磁轴承线圈电流控制技术领域，具体涉及一种无偏置磁轴承线圈控制电路及控制方法。

背景技术

无偏置主动磁轴承线圈控制由于没有偏置磁场，只有控制磁场的存在，当系统控制要求磁浮轴承对轴系产生正向作用力时，由于磁场吸引力的单向性，只有正向控制线圈中需要导入控制电流，而负向控制电流需要保持为零。当系统控制要求磁浮轴承对轴系产生负向作用力时，正向控制电流需要保持为零，只有负向控制线圈中需要导入控制电流。为了实现这种单侧电流为零的控制，通常需要两组电力电子电路，分别控制正反两方向线圈中的电流，以保证轴承力的自由控制。在需要特定方向轴承力时，只有一组桥式电路导通，另一组桥式电路关闭，在这种设计中，所需要的电力电子电路过于复杂，而且由于正负向线圈为独立控制，两路控制环间的协调控制难度大大增加，由于轴系的动态响应，会造成磁浮轴承控制系统对轴承力方向需求高频变化，需要电力电子电路高频运作。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的无偏置磁轴承线圈控制电路及控制方法成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种无偏置磁轴承线圈控制电路及控制方法。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

本发明的一个方面提供了一种无偏置磁轴承线圈控制电路，该控制电路包括：

第一通断控制模块，一端连接电源正极，另一端连接电源负极或接地，用于控制电源正极输出的电流输入到电路中或电路中的电流输出到电源负极或接地；

第二通断控制模块，与所述第一通断控制模块间隔设置，一端连接电源的输出端，另一端连接电源负极或接地，用于控制电源正极输出的电流输入到电路中或电路中的电流输出到电源负极或接地；

设于所述第一通断控制模块和第二通断控制模块之间的依次串联的第一线圈电路模块和第二线圈电路模块，所述第一线圈电路模块的一端连接所述第一通断控制模块，所述第一线圈电路模块的另一端与所述第二线圈电路模块的一端串联，所述第二线圈电路模块的另一端连接所述第二通断控制模块，所述第一线圈电路模块包括：第一线圈和与所述第一线圈并联的第一二极管，所述第二线圈电路模块包括：第二线圈和与所述第二线圈并联的第二二极管；

导通第二线圈中的电流时，控制第一通断控制模块将电源正极输出的电流输入到电路中，流经第一二极管，绕过第一线圈，流向第二线圈，同时控制第二通断控制模块将电路中的电流输出到电源负极或接地；导通第一线圈中的电流时，控制第二通断控制模块将电源正极输出的电流输入到电路中，流经第二二极管，绕过第二线圈，流向第一线圈，同时控制第一通断控制模块将电路中的电流输出到电源负极或接地。

优选地，所述第一通断控制模块包括依次串联的第一开关和第二开关，第一开关的一端连接电源正极，第一开关的另一端与第二开关的一端串联，第二开关的另一端连接电源负极或接地。

优选地，所述第二通断控制模块包括依次串联的第三开关和第四开关，第三开关的一端连接电源正极，第三开关的另一端与第四开关的一端串联，第四开关的另一端连接电源负极或接地。