[發明專利]一種基于磁懸浮軸承離心機構

在審

• 申請號: 202010075883.8
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111865175A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 王娜
• 申請（專利權）人: 王娜
• 主分類號: H02P25/08
• 分類號: H02P25/08;H02N15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于磁懸浮軸承離心機構，包括微處理器，所述微處理器的輸出端分別單向電連接有主繞組PWM控制隔離與驅動和懸浮繞組PWM控制隔離與保護，所述主繞組PWM控制隔離與驅動和懸浮繞組PWM控制隔離與保護的輸出端分別單向電連接有主繞組功率變換器和懸浮繞組功率變換器。本發明通過微處理器、主繞組PWM控制隔離與驅動、懸浮繞組PWM控制隔離與保護、主繞組功率變換器、懸浮繞組功率變換器、主繞組與母線電流檢測、懸浮繞組電流檢測、磁懸浮開關磁阻伺服電機、轉子位置檢測、懸浮位移檢測、轉子位置檢測和懸浮位移檢測的配合，分別改變轉速給定值和轉子偏心給定值，研究轉子位置子系統與轉速子系統的解耦效果。

技術領域

本發明涉及磁懸浮技術領域，具體為一種基于磁懸浮軸承離心機構。

背景技術

伺服控制系統是工業自動化的重要組成部分，是自動化行業中實現精確定位、精準運行的必要設備，隨著科學技術的日益發展，伺服控制系統已廣泛地應用于工業、農業、軍事等領域，如數控機床、機器人控制、大規模集成電路制造、辦公自動化、柔性制造系統FMS、雷達、載人宇宙飛船與各種軍用武器跟隨系統等。

在使用者建設磁懸浮時，會用到磁懸浮軸承離心機構，最早的伺服控制系統主要采用的是電液位傳運方式，這種方式雖然簡單，但是工藝要求高、維護成本高、噪聲大而且控制的靈活性也不好，會出現非線性強耦合和高速實時對象的伺服運動控制問題，降低了控制的速度和系統的可靠性，也大大降低磁懸浮軸承離心機構的控制精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于磁懸浮軸承離心機構，具備控制進度高的優點，解決了傳統磁懸浮軸承離心機構控制進度低的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于磁懸浮軸承離心機構，包括微處理器，所述微處理器的輸出端分別單向電連接有主繞組PWM控制隔離與驅動和懸浮繞組PWM控制隔離與保護，所述主繞組PWM控制隔離與驅動和懸浮繞組PWM控制隔離與保護的輸出端分別單向電連接有主繞組功率變換器和懸浮繞組功率變換器，所述主繞組功率變換器的輸出端單向電連接有主繞組與母線電流檢測，所述懸浮繞組功率變換器的輸出端單向單向電連接有懸浮繞組電流檢測，所述主繞組功率變換器和懸浮繞組功率變換器的輸出端均單向電連接有磁懸浮開關磁阻伺服電機，所述磁懸浮開關磁阻伺服電機的輸出端分別單向電連接有轉子位置檢測和懸浮位移檢測，所述轉子位置檢測、懸浮位移檢測、主繞組與母線電流檢測和轉子位置檢測的輸出端均與微處理器的輸入端單向電連接。

優選的，所述微處理器的輸入端單向電連接有系統保護，所述微處理器的輸出端雙向電連接有顯示與人機接口。

優選的，所述微處理器采用高速DSP芯片和復雜可編程邏輯門陣列CPLD。

優選的，所述磁懸浮開關磁阻伺服電機的參數為12/8結構、額定功率5kW和額定轉速20000r/min的五自由度。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

1、本發明通過微處理器、主繞組PWM控制隔離與驅動、懸浮繞組PWM控制隔離與保護、主繞組功率變換器、懸浮繞組功率變換器、主繞組與母線電流檢測、懸浮繞組電流檢測、磁懸浮開關磁阻伺服電機、轉子位置檢測、懸浮位移檢測、轉子位置檢測和懸浮位移檢測的配合，分別改變轉速給定值和轉子偏心給定值，研究轉子位置子系統與轉速子系統的解耦效果，完成了伺服電機的優化設計，實現了磁懸浮開關磁阻伺服電機的轉子位置子系統與轉速子系統的非線性解耦控制，解決了傳統磁懸浮軸承離心機構控制進度低的問題。

2、本發明通過系統保護，可對微處理器運行時提供保護，防止微處理器運行崩潰，避免磁懸浮系統出現故障，通過顯示與人機接口，便于工程師調取信息，同時也便于工程師對微處理器進行程序操作，通過微處理器采用高速DSP芯片和復雜可編程邏輯門陣列CPLD，大大提高控制系統的速度，通過磁懸浮開關磁阻伺服電機的參數為12/8結構、額定功率5kW和額定轉速20000r/min的五自由度，增強磁懸浮開關磁阻伺服電機的性能。