[發明專利]一種氣體磁軸承電主軸及其控制系統有效
| 申請號： | 201210121752.4 | 申請日： | 2012-04-24 |
| 公開（公告）號： | CN102632256A | 公開（公告）日： | 2012-08-15 |
| 發明（設計）人： | 張松 | 申請（專利權）人： | 南京師范大學 |
| 主分類號： | B23B19/02 | 分類號： | B23B19/02;B23Q15/00 |
| 代理公司： | 南京知識律師事務所 32207 | 代理人： | 汪旭東 |
| 地址： | 210046 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 氣體 磁軸 主軸 及其 控制系統 | ||
1.一種氣體磁軸承電主軸，包括徑向-軸向輔助軸承（1）、徑向位移傳感器（2）、徑向位移傳感器支架（3）、徑向混合磁軸承（4）、限位套筒（5）、高速電機（6）、鋼筒（7）、徑向氣體軸承（8）、軸向止推氣體軸承（9）、徑向輔助軸承（10）、轉軸（11）、前端蓋（12）和后端蓋（13），其特征在于：徑向-軸向輔助軸承（1）采用角接觸球軸承；徑向輔助軸承（10）采用圓柱滾子軸承；徑向位移傳感器（2）采用電渦流傳感器，安裝在徑向位移傳感器支架（3）上；徑向混合磁軸承（4）為四磁極結構磁軸承，其偏置磁通由軸向充磁的永磁體產生，控制磁通由通有直流電流的控制線圈產生；高速電機（6）為內置變頻電機；限位套筒（5）用來固定主軸中各個零件在軸向的安裝位置。
2.一種如權利要求1所述氣體磁軸承電主軸的控制系統，由控制器、功率放大模塊、樣機本體和位移檢測模塊組成，其特征在于，所述控制器包括基于粗集理論方法的模糊整定規則（16）在線調整下的第一PID控制器（14）、基于粗集理論方法的模糊整定規則（17）在線調整下的第二PID控制器（15）和力與電流變換（18）；所述功率放大模塊包括電流跟蹤型逆變器（19）；所述樣機本體包括徑向混合磁軸承（4）和轉軸（11）前端；所述位移檢測模塊包括第一位移傳感器（20）、第二位移傳感器（21）和位移接口電路（22）；所述轉軸（11）前端的徑向位置通過電渦流第一位移傳感器（20）、第二位移傳感器（21）進行差動檢測，檢測出的位移信號通過所述位移接口電路（22）處理，輸出調制后的位移輸出信號x、y，并與給定的參考位置信號x*、y*進行比較，得到的偏差ex、ey及其變化率dex、dey通過基于粗集理論方法的模糊整定規則（16）在線調整下的第一PID控制器（14）和模糊整定規則（17）在線調整下的第二PID控制器（15）處理，實時調整參數Kp、Ki、Kd的大小，從而得到PID控制器輸出力信號Fxx與Fyy，再經過力與電流變換（18）輸出三相電流參考信號iA*、iB*、iC*，最后經過滯環比較環節處理，由電流跟蹤型逆變器（19）輸出三相電流iA、iB、iC驅動所述徑向混合磁軸承（4）的線圈。
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