[发明专利]磁轴承容错驱动系统

说明书

本公开涉及一种电子磁轴承容错驱动模块，其包含第一多个切换元件和第二多个切换元件。至少一个绕组插入于所述第一多个切换元件与所述第二多个切换元件之间。所述第一和第二切换元件被配置成选择性地以第一模式和第二模式操作以产生电磁场。所述电子磁轴承容错驱动模块被配置成检测一个或多个电故障，包含所述第一和第二切换元件中的至少一者的开路故障。

技术领域

本发明大体上涉及电子故障保护系统，且更特定来说涉及包含电子故障保护架构的磁轴承驱动系统。

背景技术

旋转式机器在无油压缩机、泵、用于能量存储的飞轮和旋转轴杆等范围的广泛应用中实现无接触式主动磁轴承。响应于实现由包含多个功率电子装置的电子磁轴承驱动器电路产生的电磁场，轴承自身以无接触方式悬浮。所述功率电子装置中的一个或多个故障，例如开路故障，会导致磁轴承失去悬浮。当旋转轴杆(例如，转子)以高速旋转时失去轴承悬浮会对机械组件造成严重损坏。

发明内容

根据一实施方案，一种电子磁轴承容错驱动模块包含第一多个切换元件和第二多个切换元件。至少一个绕组插入于所述第一多个切换元件与所述第二多个切换元件之间。所述第一和第二切换元件被配置成选择性地以第一模式和第二模式操作以产生电磁场。所述电子磁轴承容错驱动模块被配置成检测一个或多个电故障，包含所述第一和第二切换元件中的至少一者的开路故障。

除了上文描述的特征中的一个或多个特征之外或者作为替代方案，进一步实施方案包含：

特征，其中二极管跨越所述第一和第二多个切换元件当中的每一切换元件而连接以形成多个双向相分支电路；

特征，其中所述第一模式被配置成响应于接收到第一PWM输出信号而在第一方向上穿过所述至少一个绕组产生至少一个绕组电流，且响应于接收到第二PWM输出信号而在与所述第一方向相反的第二方向上穿过所述至少一个绕组产生所述至少一个绕组电流；

特征，其中第一绕组插入于形成第一H桥电路的第一双向相分支电路与第二双向相分支电路之间，且第二绕组插入于形成第二H桥电路的第二双向相分支电路与第三双向相分支电路之间；

特征，其中所述第一H桥电路和所述第二H桥电路共享单个共同的相分支，且其中所述第一H桥电路被配置成控制通过所述第一绕组的所述第一绕组电流且所述第二H桥电路被配置成控制通过所述第二绕组的第二绕组电流，所述第二绕组电流被控制为相对于所述第一绕组电流具有相反方向；以及

特征，其中每一双向相分支电路包含被配置成基于所述第一模式传导电流且基于所述第二模式抑制电流的第一切换元件，以及被配置成基于所述第一模式抑制电流且基于所述第二模式传导电流的第二切换元件。

根据另一实施方案，一种电子磁轴承容错驱动系统包含电子磁轴承容错驱动模块，其被配置成选择性地响应于接收到第一PWM输出信号而以第一模式操作且响应于接收到第二PWM输出信号而以第二模式操作。所述电子磁轴承容错驱动系统进一步包含与所述电子磁轴承容错驱动模块成电连通的电子故障检测模块。所述电子故障检测模块被配置成响应于检测到所述电子磁轴承容错驱动系统的电故障而输出故障命令信号，其中所述故障命令信号起始从所述第一模式到所述第二模式的转变。

除了上文描述的特征中的一个或多个特征之外或者作为替代方案，进一步实施方案包含：

特征，其中电子容错电流控制器模块被配置成选择性地输出第一PWM输出信号和第二PWM输出信号；

特征，其中响应于接收到所述故障命令信号，所述电子容错电流控制器模块断开所述第一PWM输出信号且输出所述第二PWM输出信号以将所述电子磁轴承容错驱动模块从所述第一模式切换到所述第二模式；

特征，其中所述磁轴承容错驱动模块包含至少一个绕组，所述至少一个绕组被配置成响应于接收到在第一方向上流动的绕组电流而产生电磁场；