[发明专利]悬磁浮磁滞的补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁悬浮的电磁力控制，更具体地说，涉及一种悬磁浮磁滞的补偿方法。

背景技术

磁悬浮轴承和电磁带钢稳定系统的工作原理基本相同，请参阅图1所示，被悬浮物1在外界扰动下会偏离原来的平衡位置，偏离量由传感器3a和3b测出，控制器5根据偏离量产生差动控制信号(u₀+Δu)和(u₀-Δu)，功放4a和4b将控制信号转换成线圈6a和6b的励磁电流(I₀+Δi)和(I₀-Δi)，励磁电流分别使电磁铁2a和2b产生差动磁场，被悬浮物1在差动磁场中受磁场合力作用下，方向指向平衡位置，从而使被悬浮物1恢复到平衡位置。但是在实际过程中存在磁滞现象，请参阅图2所示，当被悬浮物偏离平衡位置时，差动电磁铁中的一个电磁铁线圈电流增加Δi，相应磁场强度增加了ΔH、磁感应强度增大了ΔB；而另一个电磁铁线圈电流减小Δi，相应磁场强度减少ΔH，由于B-H特性曲线是一条具有方向性的闭合曲线，磁感应强度B的变化总是滞后于磁场强度H的变化，所以B随H增加与减小不是沿同一条曲线，因此相应的磁感应强度并没有减小ΔB，而是减小了ΔB′，磁感应强度的增加和减少不相等会导致在两个差动电磁铁分别产生的加磁与退磁在相位上不同步、在大小上有差别，导致增加的磁力与减小的磁力不相等，无法确保被悬浮物恢复到平衡位置。

目前，通常一般采用矫顽力小、饱和磁通密度高的软磁材料制作差动电磁铁，由于该种材料的磁滞回线面积小、B-H特性的非线性减弱，使得差动电磁铁产生的磁感应强度基本相同，使加磁与退磁也容易做到相等，所以该方法能够满足大部分磁悬浮轴承的磁滞的补偿。但是对于磁悬浮带钢等，由于磁路中气隙大，B-H特性的非线性增强，差动电磁铁产生的磁感应强度很难保正相等，使加磁与退磁不同步、不相等，导致电磁力的增加和减少不相等，无法确保被悬浮物恢复到平衡位置，从而增加了控制难度，降低了磁悬浮系统的稳定性。

发明内容

针对现有技术中存在的上述的差动电磁铁产生的加磁与退磁不同步、不相等，无法确保悬浮物恢复到平衡位置，增加了控制难度，降低了磁悬浮的稳定性的缺点，本发明的目的是提供悬磁浮磁滞的补偿方法，该方法简单方便，能够使磁悬浮系统的稳定性增强。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

方案一，该悬磁浮磁滞的补偿方法包括以下步骤：

A.使用传感器测出偏移量；

B.使用控制器产生差动控制信号，并判断需要退磁的控制信号；

C.对步骤B中产生的需要退磁的控制信号进行加权处理；

D.使用功率放大器产生分别产生加磁和退磁的励磁电流；

E.步骤D中产生的励磁电流使差动电磁铁产生的磁感应强度增加量与减小量相等。

较佳地，所述的步骤C中的加权处理为将控制信号乘以加权因子。

较佳地，所述的加权因子的计算步骤如下：

C1.绘制差动电磁铁的铁芯材料的磁化B-H特性曲线；

C2.对磁化B-H特性曲线在静态工作点进行线性化处理，分别得到差动电磁铁的加磁和退磁的斜率；

C3.计算出加权因子。

较佳地，所述的步骤C3中加权因子的计算公式为：

k=k1k2,(k1>k2)]]>

其中k为加权因子，k₁为铁芯的加磁斜率，k₂为铁芯的退磁斜率；

较佳地，所述的步骤D中的加磁和退磁的励磁电流的增加量和减小量不同。

方案二，该悬磁浮磁滞的补偿方法具体步骤如下：

A.在两个差动电磁铁上分别增加补偿线圈以及相应的补偿功率放大器；

B.使用传感器测出偏移量；

C.使用控制器产生差动控制信号，并判断需要退磁的控制信号；

D.使用控制器产生补偿信号；