[發明專利]用于主動磁軸承的改進的信號調節電路

在審

• 申請號: 202010157273.2
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111664779A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 奈杰爾·喬治·戴維斯;池優·宏·梁
• 申請（專利權）人: 沃科夏軸承有限公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B7/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;楊林森

本公開涉及用于主動磁軸承的改進的信號調節電路。提供了一種電感式感測電路，該電感式感測電路包括信號發生器、一個或更多個感測布置以及解調電路。信號發生器被配置成生成驅動信號。一個或更多個感測布置中的每一個包括：兩組一個或更多個電感式感測元件，其以半橋布置進行配置，兩組一個或更多個感應感測元件由驅動信號驅動；校正信號電路，其被配置成生成校正信號，其中，校正信號是驅動信號的可調縮放版本；以及求和電路，其被配置成將兩組一個或更多個電感式感測元件的輸出信號與校正信號進行求和。解調電路被配置成對一個或更多個感測布置中的每一個的求和電路的輸出進行解調。

技術領域

本發明總體上涉及電子領域。特別地，本發明涉及用于主動磁軸承的改進的信號調節電路。

背景技術

傳統上，用于支承轉子的主動磁軸承包括具有通過位移傳感器使用電子伺服電路來控制的可變勵磁的電磁體。位移傳感器對轉子相對于參考位置的位置改變敏感。位移傳感器可以是光學式、電容式、渦流式或電感式。

電感式位置傳感器包括具有可變間隙的一組電感元件，該組電感元件被固定至定子并且與和轉子成一體的參考環或“目標”協作。傳統上，參考環包括由磁片組成或由鐵氧體制成的環。由于制造缺陷和構建公差限制電感式傳感器元件的性能，因此必須非常小心地制造參考環。

傳統上，用于磁軸承應用的橋型電感式位置傳感器使用相位敏感(同步)解調電路，該相位敏感(同步)解調電路使用模擬電子器件來實現。為了優化同步解調電路的性能，當轉子從中心位置移開時，應調整參考波形的相位以匹配來自傳感器的輸出信號的相位。在使用模擬同步解調電路的情況下，這種相位移動通常使用RC濾波器網絡來執行，RC濾波器網絡在系統在安裝有現場布線的系統的最終安裝中時得到匹配。

隨著朝向磁軸承系統的自動和遠程調試的發展，控制器電路內的這種類型的調整是不方便的，并且期望一種遠程或自動優化解調電路的相位的方法。

因此，期望用于磁軸承的改進的信號調節電路。

發明內容

本發明提供一種電感式感測電路，該電感式感測電路包括信號發生器、一個或更多個感測布置以及解調電路。信號發生器被配置成生成驅動信號。一個或更多個感測布置中的每一個包括：兩組一個或更多個電感式感測元件，其以半橋布置進行配置，兩組一個或更多個電感式感測元件由驅動信號驅動；校正信號電路，其被配置成生成校正信號，其中，校正信號是驅動信號的可調縮放版本；以及求和電路，其被配置成將兩組一個或更多個電感式感測元件的輸出信號與校正信號進行求和。解調電路被配置成對一個或更多個感測布置中的每一個的求和電路的輸出進行解調。

本發明還提供了一種用于校正兩組一個或更多個電感式傳感器元件的輸出信號的方法，該方法包括：生成驅動信號；通過施加驅動信號來驅動兩組一個或更多個電感式傳感器元件；生成校正信號，其中，校正信號是驅動信號的可調縮放副本；將兩組一個或更多個電感式傳感器元件的輸出信號與校正信號進行求和；以及對求和信號進行解調。

本發明還提供了一種主動磁軸承，其包括本文中公開的電感式感測電路。

附圖說明

將參照附圖僅通過舉例的方式來描述本發明的其他細節、方面和實施方式。在附圖中，相同的附圖標記被用于標識相同或功能上相似的元件。附圖中的元件是為了簡單和清楚而示出的，并且不一定按比例繪制。

圖1示出了典型的徑向電感式位置傳感器布置的高級框圖。

圖2示出了用于電感式位置傳感器元件布置的典型數字實現方式的框圖。

圖3示出了對于理想系統在轉子沿一個運動軸線從接觸一側的保護軸承、通過機械中心位置、到接觸相反側的保護軸承進行橫穿時由相對的成對電感式傳感器元件形成的半橋的輸出信號的示例。