[發明專利]懸磁浮磁滯的補償方法

無效

• 申請號: 200710037197.6
• 申請日: 2007-02-06
• 公開（公告）號: CN101242151A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 陳培林;徐龍祥;王澤濟;金超武;張永杰
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司;南京航空航天大學
• 主分類號: H02N15/00
• 分類號: H02N15/00
• 代理公司: 上海明成云知識產權代理有限公司
• 代理人: 周成

技術領域

本發明涉及磁懸浮的電磁力控制，更具體地說，涉及一種懸磁浮磁滯的補償方法。

背景技術

磁懸浮軸承和電磁帶鋼穩定系統的工作原理基本相同，請參閱圖1所示，被懸浮物1在外界擾動下會偏離原來的平衡位置，偏離量由傳感器3a和3b測出，控制器5根據偏離量產生差動控制信號(u₀+Δu)和(u₀-Δu)，功放4a和4b將控制信號轉換成線圈6a和6b的勵磁電流(I₀+Δi)和(I₀-Δi)，勵磁電流分別使電磁鐵2a和2b產生差動磁場，被懸浮物1在差動磁場中受磁場合力作用下，方向指向平衡位置，從而使被懸浮物1恢復到平衡位置。但是在實際過程中存在磁滯現象，請參閱圖2所示，當被懸浮物偏離平衡位置時，差動電磁鐵中的一個電磁鐵線圈電流增加Δi，相應磁場強度增加了ΔH、磁感應強度增大了ΔB；而另一個電磁鐵線圈電流減小Δi，相應磁場強度減少ΔH，由于B-H特性曲線是一條具有方向性的閉合曲線，磁感應強度B的變化總是滯后于磁場強度H的變化，所以B隨H增加與減小不是沿同一條曲線，因此相應的磁感應強度并沒有減小ΔB，而是減小了ΔB′，磁感應強度的增加和減少不相等會導致在兩個差動電磁鐵分別產生的加磁與退磁在相位上不同步、在大小上有差別，導致增加的磁力與減小的磁力不相等，無法確保被懸浮物恢復到平衡位置。

目前，通常一般采用矯頑力小、飽和磁通密度高的軟磁材料制作差動電磁鐵，由于該種材料的磁滯回線面積小、B-H特性的非線性減弱，使得差動電磁鐵產生的磁感應強度基本相同，使加磁與退磁也容易做到相等，所以該方法能夠滿足大部分磁懸浮軸承的磁滯的補償。但是對于磁懸浮帶鋼等，由于磁路中氣隙大，B-H特性的非線性增強，差動電磁鐵產生的磁感應強度很難保正相等，使加磁與退磁不同步、不相等，導致電磁力的增加和減少不相等，無法確保被懸浮物恢復到平衡位置，從而增加了控制難度，降低了磁懸浮系統的穩定性。

發明內容

針對現有技術中存在的上述的差動電磁鐵產生的加磁與退磁不同步、不相等，無法確保懸浮物恢復到平衡位置，增加了控制難度，降低了磁懸浮的穩定性的缺點，本發明的目的是提供懸磁浮磁滯的補償方法，該方法簡單方便，能夠使磁懸浮系統的穩定性增強。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

方案一，該懸磁浮磁滯的補償方法包括以下步驟：

A.使用傳感器測出偏移量；

B.使用控制器產生差動控制信號，并判斷需要退磁的控制信號；

C.對步驟B中產生的需要退磁的控制信號進行加權處理；

D.使用功率放大器產生分別產生加磁和退磁的勵磁電流；

E.步驟D中產生的勵磁電流使差動電磁鐵產生的磁感應強度增加量與減小量相等。

較佳地，所述的步驟C中的加權處理為將控制信號乘以加權因子。

較佳地，所述的加權因子的計算步驟如下：

C1.繪制差動電磁鐵的鐵芯材料的磁化B-H特性曲線；

C2.對磁化B-H特性曲線在靜態工作點進行線性化處理，分別得到差動電磁鐵的加磁和退磁的斜率；

C3.計算出加權因子。

較佳地，所述的步驟C3中加權因子的計算公式為：

k=k1k2,(k1>k2)]]>

其中k為加權因子，k₁為鐵芯的加磁斜率，k₂為鐵芯的退磁斜率；

較佳地，所述的步驟D中的加磁和退磁的勵磁電流的增加量和減小量不同。

方案二，該懸磁浮磁滯的補償方法具體步驟如下：

A.在兩個差動電磁鐵上分別增加補償線圈以及相應的補償功率放大器；

B.使用傳感器測出偏移量；

C.使用控制器產生差動控制信號，并判斷需要退磁的控制信號；

D.使用控制器產生補償信號；