[发明专利]磁悬浮轴承控制系统及磁悬浮轴承

权利要求书

1.一种磁悬浮轴承控制系统，其特征在于，包括：处理器、同步信号发生模块、位移信号转换电路、后处理电路、A/D转换模块、脉宽调制模块、分频电路、同步模块和功率放大器；

所述处理器、所述同步信号发生模块、所述位移信号转换电路、所述后处理电路和所述A/D转换模块闭环连接；所述同步信号发生模块、所述分频电路、所述脉宽调制模块和所述功率放大器顺序相连；所述处理器还与所述脉宽调制模块相连接；所述脉宽调制模块、所述同步模块、所述A/D转换模块顺序连接；所述同步模块还分别与所述同步信号发生模块和所述分频电路相连接；

所述同步信号发生模块，用于产生基准信号，并将所述基准信号发送至所述位移信号转换电路和所述分频电路；

所述位移信号转换电路，用于将所述基准信号转换成含有位移信息的交流信号，并将所述含有位移信息的交流信号发送给所述后处理电路；

所述后处理电路，用于对所述含有位移信息的交流信号进行后处理得到标准位移信号，并将所述标准位移信号发送至A/D转换模块；

所述分频电路，用于对所述基准信号进行分频产生分频信号，并将所述分频信号发送至脉宽调制模块和同步模块；

所述脉宽调制模块，用于向所述同步模块输出PWM信号；

所述同步模块，基于所述PWM信号确定延时时间，并基于所述延时时间发送同步信号；

所述A/D转换模块，用于在所述同步信号的作用下与所述功率放大器同步，并将所述标准位移信号转化为标准位移数字信号发送至处理器，以使所述处理器对所述标准位移数字信号进行数据处理。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位移信号转换电路包括互相连接的第一放大电路和传感器，所述第一放大电路还与所述同步信号发生模块相连；

所述第一放大电路，用于将所述基准信号放大成激励信号；

所述传感器，在所述激励信号的驱动下产生所述含有位移信息的交流信号。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述传感器包括第一传感器探头和第二传感器探头；所述第一传感器探头和所述第二传感器探头分别设置在电磁力悬浮转子的上下两侧。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述后处理电路包括依次连接的整流电路、滤波电路和第二放大电路；所述第一传感器探头和所述第二传感器探头的连接中点与所述整流电路连接；所述第二放大电路与A/D转换模块相连；

所述整流电路，用于在控制信号的作用下将所述含有位移信息的交流信号转换成含有位移信息的半波信号；

所述滤波电路，用于基于含有位移信息的半波信号进行滤波，得到滤波后的位移信号；

所述第二放大电路，用于对滤波后的位移信号进行调节，得到标准位移信号。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括设置在所述同步信号发生模块与所述整流电路之间的延时调整电路；

所述延时调整电路，用于对所述基准信号进行调整，并将调整后的信号确定为所述控制信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述延时调整电路包括：互相连接的可调电阻、电容器和缓冲器。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括设置在所述脉宽调制模块和所述功率放大器之间的反相器；

所述反相器，用于基于所述PWM信号驱动所述功率放大器中的器件开关。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述传感器为电感式位移传感器、电涡流式位移传感器或电容式位移传感器。

9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述滤波电路为一阶低通滤波器或二阶低通滤波器。

10.一种磁悬浮轴承，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的磁悬浮轴承控制系统、第一铁芯、绕在所述第一铁芯上的第一磁悬浮轴承作动器线圈、第二铁芯，绕在所述第二铁芯上的第二磁悬浮轴承作动器线圈，以及电磁力悬浮转子；其中，所述第一磁悬浮轴承作动器线圈和所述第二磁悬浮轴承作动器线圈相对设置在所述电磁力悬浮转子的上下两侧，所述第一磁悬浮轴承作动器线圈和所述第二磁悬浮轴承作动器线圈均与所述磁悬浮轴承控制系统相连。