[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 |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 實心 轉子 電磁 軸承 磁力 快速 響應 系統 方法 設備 介質 | ||
本發明提出了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：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；將偏置電流I0和最小電流值Imin輸入到電流環PID中，經功放傳遞函數GA和電流傳感器傳遞函數GC輸送至電磁軸承AMB；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GS轉換為實際位置信號xfdb，實際位置信號xfdb傳輸至轉子位移傳感器；本發明所述的提升電磁軸承電磁力響應速度的方法，在渦流效應導致控制電磁力上升時間延長的客觀條件下，有效的降低其上升時間，加快電磁力響應速度。
技術領域
本發明涉及電磁軸承徑向懸浮控制領域，具體地，涉及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。
背景技術
電磁軸承的實心轉子在高速旋轉時，除了空氣摩擦帶來的損耗外，轉子的內部產生較大鐵耗，且主要是渦流損耗。研究表明轉子渦流場分布對氣隙主磁場影響較大。電磁軸承的懸浮依賴于多個自由度有效、快速的控制電磁力輸出，變化的主磁場在轉子內部產生的渦流效應，反作用的于主磁場，影響電磁力的響應速度，從而弱化了懸浮效果，甚至懸浮失效。
目前大多數的磁懸浮軸承控制理論都是基于線性系統，將非線性的電磁力在工作點附近做了線性化處理。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提出了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，采用電流前饋補償方法，在系統動態運行過程中，選擇合適的動態區間進行電磁力的補償，能夠有效的提升電磁力的響應速度。
本發明是通過以下方案實現的：
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Imin輸入到電流環PID中，經功放傳遞函數GA和電流傳感器傳遞函數GC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，經過位移傳感器及其調理電路傳遞函數GS轉換為實際位置信號xfdb，實際位置信號xfdb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。
進一步地，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。
進一步地，在步驟二中，
轉子徑向運動速度為零時，電流補償為零。
進一步地，在步驟三中，
所述補償電流的iadd計算公式為：
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