[發明專利]一種混合磁力軸承及控制方法

有效

• 申請號: 201310496382.7
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103573814A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 胡雄心;于振杰;蔣建東;俞思源
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;劉正君

1.一種混合磁力軸承，包括定子、轉子和控制系統，定子包括環繞轉子外的永磁體陣列和電磁體陣列，電磁體陣列至少由6個以上偶數個電磁體構成，每個電磁體形成一個磁極，其特征在于：所述控制系統包括與電磁體數量對應的開關對（2）、功放驅動器（3）、數字信號處理器（1），所述數字信號處理器（1）包括有ADC單元（4）和CPU單元（5），所述ADC單元與CPU單元連接，所述每個開關對分別對應連接在一個電磁體線圈上，所述ADC單元分別連接到每個電磁體線圈上，所述CPU單元與功放驅動器連接，功放驅動器控制連接各開關對，

ADC單元：對各電磁體線圈上的電流進行采集，并將這些采集的信息進行模式轉換后發送給CPU單元進行處理；

CPU單元：對各電磁體線圈處采集的電流值進行計算處理后得到轉子相對各磁極的位移值和位移變化量，CPU單元根據位置值和位移變化量分析轉子振動量和章動模態量情況，并判斷是否提高相應磁極彈性力以及增加相應磁極的阻尼力，然后CPU單元發送指令給功放驅動器，由功放驅動器控制對應磁極的開關對工作，控制各磁極線圈上的電流大小，從而控制轉子系統的上彈性力或阻尼力，同時功放驅動器還通過控制開關對工作，在各磁極線圈上疊加自傳感所需的高頻小信號。

2.根據權利要求1所述的一種混合磁力軸承，其特征是所述開關對（2）連接在電源上，開關對包括兩個串聯的開關，每個電磁體對應連接一個開關對，電磁體的線圈一端接中心電位點，另一端連接至其對應的開關對兩個開關連接之間。

3.一種混合磁力軸承的控制方法，采用權利要求1或2中磁力軸承，其特征是：包括對轉子位移的檢測，對磁極彈性力或阻尼力的調節

轉子位移的檢測過程為：由CPU單元控制多相開關給各電磁體線圈加載高頻小信號，在線圈上產生反應轉子位移信號的感生電流，ADC單元采集各電磁體線圈上的電流，傳輸給CPU單元，CPU單元對采樣電流值進行計算得到各電磁體相對轉子的位移值和位移變化量；

磁極彈性力或阻尼力的調節：

CPU單元通過位移值和位移變化量計算和辨識出轉子振動量和章動模態量，將振動量與設定的振動量標準值進行比較；

若振動量大于標準值，則根據位移值信息通過功放驅動器控制相應的表現為彈性力的電磁體線圈上開關對工作狀態，改變相應電磁體線圈上的電流，提高相應電磁體的彈性力，直到計算得到的振動量不大于標準值為止；

若振動量不大于標準值，將章動模態量與設定的章動模態量標準值進行比較，若章動模態量大于標準值，則通過功放驅動器控制相應的表現為阻尼力的電磁體線圈上開關對工作狀態，改變相應電磁體線圈上的電流，提高相應電磁體的阻尼力，直到計算得到的章動模態量不大于標準值為止。