[发明专利]一种高安全性、低功耗和集成化的磁轴承控制系统

摘要

本发明公开了一种高安全性、低功耗和集成化的磁轴承控制系统，包括传感器模块、信号调理模块、核心处理器模块、功率放大模块和通信模块；本发明的核心处理器模块采用SmartFusion2芯片，集成了ARM Cortex‑M3处理器、固有可靠性的快闪FPGA架构、安全处理加速器、DSP模块、SRAM、AD/DA模块和多个通信接口模块；传感器模块采集磁轴承转子位移信号、转速信号、磁轴承线圈电流等数据后，信号调理模块对上述传感器数据进行调理，然后传送给核心处理器模块，核心处理器模块按照预定算法对电磁轴承进行主动控制；本发明实现了磁轴承数字控制器的集成化设计，使得控制器集成度大大提高，减小了体积和功耗，提高了控制器的可靠性，提升了设计和数据的安全性。

主权项

1.一种高安全性、低功耗和集成化的磁轴承控制系统，其特征在于：包括传感器模块、信号调理模块、核心处理器模块、功率放大模块和通信模块；其中，所述的传感器模块包括转子位移传感器、磁轴承线圈电流传感器、转子转速传感器；所述的传感器模块分别获取磁轴承转子位移信号、磁轴承线圈电流信号、转子转速信号；所述的信号调理模块包括位移传感器信号调理电路、磁轴承电流传感器信号调理电路、转子转速信号调理电路；所述的信号调理模块将所述的传感器模块获取的传感器信号进行低通滤波、整形等，使得符合核心处理器模块接口和控制算法的需求；所述的核心处理器模块将所述的信号调理模块获得的磁轴承转子位移信号、磁轴承线圈电流信号、转子转速信号，通过控制算法生成转子悬浮控制量并将其进行PWM调制，再将调制完成的磁轴承PWM信号送给所述的功率放大模块；所述的功率放大模块包括磁轴承驱动电路、磁轴承全桥换能电路；磁轴承PWM信号经过磁轴承驱动电路，传送给磁轴承全桥换能电路，生成磁轴承线圈所需的控制电流，使得转子位于期望的位置；所述的通信模块包括CAN接口、RS232接口和RS422接口；通信模块连接至计算机，可实现磁轴承系统的在线调试，实时获取磁轴承的状态数据，或者通过所述的通信模块将计算机的控制指令发送给所述的核心处理器模块。