[发明专利]具有由径向磁性轴承支撑的电动驱动环的旋转环装置

摘要

本发明涉及一种旋转环装置，其包括：‑固定环（1）；‑旋转环（2），其用于绕中心区域（3）旋转；旋转单元（4、5），其用于径向支承所述旋转环（2）并使所述旋转环（2）相对于固定环（1）旋转，所述旋转单元包括安装在所述固定环（1）上的固定感应元件（4）以及安装在所述旋转环（2）上的旋转感应元件（5）；以及‑控制器（8），其用于控制所述旋转单元（4、5）以使旋转感应元件（5）旋转和悬浮，其中，以比所述固定感应元件距中心区域更大的径向距离布置所述旋转感应元件。

主权项

一种旋转环装置，包括：‑固定环(1)，‑旋转环(2)，其用于绕中心区域(3)旋转，‑旋转单元(4、5)，其是线性感应电机，用于径向支承所述旋转环(2)并使所述旋转环(2)相对于所述固定环(1)旋转，所述线性感应电机包括安装在所述固定环(1)上的固定感应元件(4)和安装在所述旋转环(2)上的旋转感应元件(5)，以及控制器(8)，其用于控制所述旋转单元(4、5)，以通过使用所述线性感应电机来使所述线性感应电机的所述旋转感应元件(5)同时地旋转和悬浮，其中，以比所述固定感应元件(4)距所述中心区域(3)更大的径向距离布置所述旋转感应元件(5)，其中，所述固定感应元件(4)包括以不同角度位置绕所述中心区域(3)布置的至少两个感应子元件，其中，已经限定以下约束条件以使所述旋转环旋转并磁性地悬浮：F_z＝MG，其中M为所述旋转环(2)的总质量，而G为重力加速度；F_x＝0，其保持在x方向上的环位移，所述x方向是所述旋转环的轴向；F_na和F_nb≤0，其仅导致吸引法向力F_na和F_nb，指数a和b用于区分所述至少两个感应子元件中的两个感应子元件；以及α＝α_a＝α_b，其中所述至少两个感应子元件中的所述两个感应子元件被分别以角度α_a和α_b进行放置，并且其中，所述控制器(8)适于通过控制向所述感应子元件提供的频率和电流来以去耦的方式对所述感应子元件的悬浮力和推力进行同时控制，其中，所述控制器(8)适于针对每个感应子元件从参考扭矩(T*_y)导出参考推力(F*_t)和参考法向力(F*_n)、导出推力转差频率(f_{转差_t})和法向转差频率(f_{转差_n})、基于参考推力(F*_t)导出推力电流(I_t)、基于所述推力电流(I_t)和所述推力转差频率(f_{转差_t})产生法向力(F_n2)、通过从参考法向力中减去所产生的法向力来计算法向电流(I_n)、以及导出与所述旋转环的机械频率(f)相同的法向频率(f_n)，其中将所述法向转差频率设置为0Hz。