[发明专利]一种六极径向-轴向混合磁轴承的三相四线驱动方法

说明书

本发明公开了一种六极径向‑轴向混合磁轴承的三相四线驱动方法，用直流稳压电源作为三相四线驱动器的母线供电电源，将两个稳压电容串联接入母线，在稳压电容的两端并联均压电阻，用6个电力MOSFET构成三相桥式电路，中间点分别作为U相电流的输出端、V相电流的输出端、W相的输出端，U相输出端接到六极径向‑轴向混合磁轴承的A相线圈的输入端，V相输出端接到六极径向‑轴向混合磁轴承的B相线圈的输入端，W相输出端接到六极径向‑轴向混合磁轴承C相线圈的输入端，三相线圈的输出端连接为一个节点，再将此节点接到轴向线圈的输入端，轴向线圈的输出端接到两个稳压电容的中间点。

技术领域

本发明涉及一种六极径向-轴向混合磁轴承的三相四线驱动方法，特别是一种采用一个三相功率变换器就可以同时为径向线圈和轴向线圈提供电流的驱动方法，该驱动方法适用于六极径向-轴向混合磁轴承，属于磁悬浮轴承的驱动控制领域。

背景技术

磁轴承利用电磁力将转子悬浮于空中，使转子与定子间没有接触，具有无摩擦、无磨损、无需润滑油、可支承转速高、转子位移可动态调节、回转精度高、寿命长等优点。通常径向磁轴承都采用四极或八极结构，并且由两个双极性开关功放驱动，为了减少开关管数量，降低开关功耗和驱动电路成本，采用径向三极结构并由一个三相逆变器驱动。但是这种驱动方法需要满足三相电流和为0的要求，使三相线圈只能控制2个自由度的悬浮力。

发明内容

为了克服现有六极径向-轴向混合磁轴承驱动方式的不足，本发明提出一种六极径向-轴向混合磁轴承的三相四线驱动方式，以进一步减小磁轴承驱动器的体积和成本。

本发明采用的技术方案为：

一种六极径向-轴向混合磁轴承的三相四线驱动方法，用直流稳压电源作为三相四线驱动器的母线供电电源，将两个稳压电容进行串联，然后接在母线电压上，并分别在两个稳压电容的两端并联均压电阻，用6个电力MOSFET构成三相桥式电路，第一电力MOSFET、第二电力MOSFET的中间点作为U相电流的输出端，第三电力MOSFET、第四电力MOSFET的中间点作为V相电流的输出端，第五电力MOSFET、第六电力MOSFET的中间点作为W相的输出端，U相输出端接到六极径向-轴向混合磁轴承的第一A相线圈的输入端，第一A相线圈和第二A相线圈相互串联，即第一A相线圈的输出端接到第二A相线圈的输入端，V相输出端接到六极径向-轴向混合磁轴承的第一B相线圈的输入端，第一B相线圈和第二B相线圈相互串联，即第一B相线圈的输出端接到第二B相线圈的输入端，W相输出端接到六极径向-轴向混合磁轴承第一C相线圈的输入端，第一C相线圈和第二C相线圈相互串联，即第一C相线圈的输出端接第二C相线圈的输入端，第二A相线圈、第二B相线圈和第二C相线圈的输出端连接为一个节点，再将此节点接到轴向线圈的输入端，轴向线圈的输出端接到所述两个稳压电容的中间点，实现六极径向-轴向混合磁轴承的三相四线驱动。

进一步的，第一A相线圈和第二A相线圈的缠绕方向相同，串联方式使通电流时第一A相线圈和第二A相线圈所产生的磁场方向相同；第一B相线圈和第二B相线圈的缠绕方向相同，串联方式使通电流时第一B相线圈和第二B相线圈所产生的磁场方向相同；第一C相线圈和第二C相线圈的缠绕方向相同，串联方式使通电流时第一C相线圈和第二C相线圈所产生的磁场方向相同；所述轴向线圈包括2个线圈，其相互之间串联连接，且使串联后通入电流所产生的磁场方向相同。

进一步的，三相四线驱动器的U、V、W相输出端分别给三相线圈供电，当三相逆变桥的上桥臂：第一电力MOSFET、第三电力MOSFET、第五电力MOSFET导通时，A相线圈、B相线圈、C相线圈中的电流变大，当三相逆变桥的下桥臂：第二电力MOSFET、第四电力MOSFET、第六电力MOSFET导通时，A相线圈、B相线圈、C相线圈中的电流变小；轴向线圈中的电流由三相线圈中的电流之和决定。

进一步的，两个稳压电容的耐压值和容值相同，两个均压电阻的阻值相同。

进一步的，两个稳压电容的动态特性和静态特性接近。

本发明的有益效果为：