[發明專利]一種實心轉子電磁軸承電磁力快速響應系統及方法、設備和介質

有效

• 申請號: 202111510779.8
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114268257B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 宋立偉;張瑞;宋昕盈;崔總澤;王博宇;郝偉;徐聰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02P15/00
• 分類號: H02P15/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張宏威

1.一種實心轉子電磁軸承電磁力快速響應方法，其特征在于：

所述方法具體包括以下步驟：

步驟一：轉子位移傳感器接收基準電壓，實時采集轉子的實際位置信號和運動方向信號，通過位置環PID判斷是否進行電流補償；

步驟二：判斷在位置環PID的輸出，大于0時判斷輸出為1，進行電流補償，進行步驟三；

位置環PID的輸出小于0時不補償，進行步驟四；

步驟三：通過轉子的運動速度和位移計算電流補償值，進行電流補償；

步驟四：將偏置電流I₀和最小電流值I_min輸入到電流環PID中，經功放傳遞函數G_A和電流傳感器傳遞函數G_C輸送至電磁軸承AMB；

步驟五：轉子位移傳感器檢測電磁軸承AMB轉子位置變化，輸出電流信號，通過外加電阻將電流信號變為電壓信號，經過位移傳感器傳遞函數G_S轉換為實際位置信號x_fdb，實際位置信號x_fdb傳輸至轉子位移傳感器；

步驟六：重復步驟一至五，完成實心轉子電磁軸承電磁力的快速響應。

2.根據權利要求1所述方法，其特征在于：在步驟二中，

在位置環PID輸出大于零，且轉子向相反的方向運動時進行電流補償。

3.根據權利要求2所述方法，其特征在于：在步驟二中，

轉子徑向運動速度為零時，電流補償為零。

4.根據權利要求3所述方法，其特征在于：在步驟三中，

所述補償電流的i_add計算公式為：

其中k₁為轉子運動速度系數；k₂為轉子位移系數；x為轉子位置；x_ref為給定參考位置點。

5.根據權利要求4所述方法，其特征在于：在步驟四中，

偏置電流信號I₀，不參與磁懸浮軸承實際控制，通過人為設置的固定值并直接加到控制回路中；

最小電流值I_min，為轉子能夠受到有效電磁力的最小電流值。

6.根據權利要求5所述方法，其特征在于：在步驟五中，

位移傳感器及其調理電路傳遞函數G_S包括與速度有關的系數k_d1，與轉子離幾何中心距離k_d2；

二者均為定值，實際運用中調試確定。

7.一種基于實心轉子電磁軸承電磁力快速響應系統，其特征在于：

所述電磁軸承系統具體包括：位置環PID，電流環PID，電磁軸承AMB和轉子位移傳感器；

所述位置環PID作為外環，接收電壓信號和轉子位移傳感器反饋出的位置信號；

所述電流環PID作為內環，給電磁軸承AMB輸送繞組電流；

所述電磁軸承AMB輸出電壓信號，經過位移傳感器轉換為位置信號反饋給位置環PID。

8.一種電子設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于：所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至6中任一項所述方法的方法。

9.一種計算機可讀存儲介質，用于存儲計算機指令，其特征在于：所述計算機指令被處理器執行時實現權利要求1至6中任一項所述方法的方法。