[发明专利]一种磁悬浮飞轮转子轴向位置的自适应控制方法

说明书

本发明提供一种磁悬浮飞轮转子轴向位置的自适应控制方法，使磁悬浮飞轮转子轴向位置实现悬浮实时的稳定，避免了因磁悬浮飞轮转子轴向位置发生变化时，导致转子与磁悬浮飞轮机械部分产生接触的问题。利用飞轮控制系统的DSP芯片中AD采样模块通过各传感器采集飞轮转子的各数据，径向位置数据经PID运算后，输出到FPGA芯片实现飞轮转子径向悬浮，轴向位置数据经PID运算后，将经过飞轮转子轴向自适应位置的补偿算法后，输出到FPGA实现飞轮转子轴向自适应位置的控制；本发明具有增加了产品的使用寿命，提高了产品的运行安全效率的优点。

技术领域

本发明涉及一种磁悬浮飞轮转子轴向位置的自适应控制方法。

背景技术

中国公开号：CN102011799A，公开日：2011-04-13，发明创造名称：一种高可靠储能飞轮磁轴承数字控制系统，其公开了一种细长型转子类型的磁悬浮飞轮转子轴向控制采用固定转子轴向位置的方法，但磁悬浮飞轮转子运行中发现升速过程导致转子长度变短，而基于长时间运行因温升又会导致转子长度变长，使得磁悬浮飞轮转子轴向位置发生变化，长度变短或长度变长都可能导致转子与磁悬浮飞轮机械部分产生接触，高速运行容易造成飞轮器件磨损，轻则降低产品使用寿命，重则产品损坏，造成安全事故。

发明内容

基于以上不足之处，本发明提供一种磁悬浮飞轮转子轴向位置的自适应控制方法，使磁悬浮飞轮转子轴向位置实现悬浮实时的稳定，避免了因磁悬浮飞轮转子轴向位置发生变化时，导致转子与磁悬浮飞轮机械部分产生接触的问题。

本发明的所采用的技术方案为：一种磁悬浮飞轮转子轴向位置的自适应控制方法，如下：利用磁悬浮飞轮控制系统的DSP芯片中AD采样模块通过各传感器采集飞轮转子的径向位置、轴向位置、轴向电流、径向电流、转速和温度数据，其中，径向位置数据经PID运算后，输出到FPGA芯片实现飞轮转子径向悬浮，轴向位置数据经PID运算后，将经过飞轮转子轴向自适应位置的补偿算法后，输出到FPGA实现飞轮转子轴向自适应位置的控制；所述的飞轮转子轴向自适应位置的补偿算法为：

飞轮转子轴向自适应位置P＝P_S+P_T-P_c，

其中，P_S为飞轮转子轴向位移采样值，P_T为温度补偿值，P_c为飞轮转子转速补偿值；

所述的温度补偿值P_T＝△L×L，其中，△L＝L×(T_S-T_Rt)×α，

其中，△L为转子伸长量，L为转子静态下室温时长度，T_S为飞轮转子温度，T_Rt表示室内温度、α为飞轮转子的钢材线膨胀系数，

飞轮转子速度补偿值P_c＝P_S×(L-L_d’)/L；

其中，L_d’为飞轮转子变形后长度。

本发明的另一目的是公开一种磁悬浮飞轮转子控制系统，采用如上所述的一种磁悬浮飞轮转子轴向位置的自适应控制方法。

本发明的有益效果及优点：本发明可根据磁悬浮飞轮转子位置信息、速度信息及温度信息来自动调节磁悬浮飞轮转子轴向位置，可避免因升速导致转子长度变短或长时间运行因温升导致转子长度变长造成的转子与磁悬浮飞轮机械部分接触，可防止飞轮器件磨坏。具有增加了产品使用寿命，提高了产品的运行安全效率的优点。

附图说明

图1为磁悬浮飞轮转子不同温度下的结构对比示意图；

图2为本发明的电气结构原理框图；

图3为本发明的程序流程图；

具体实施方式