[发明专利]磁悬浮系统及其电流响应速度检测方法和装置

说明书

本发明实施例公开了一种磁悬浮系统及其电流响应速度检测方法和装置，在转子处于静态悬浮状态时，用预设频率的正弦波模拟转子的高速运行，实现了静态悬浮状况下检测高转速运行中的电流响应速度。当检测到电流响应速度未达到磁悬浮系统的指标要求时，可以施加控制算法使得电流响应速度达到磁悬浮系统的指标要求。降低在高转速下施加控制算法使得轴承失稳带来的风险，由于减少了高转速下由于电流响应速度不达标带来的控制算法的调节，增强了高转速下轴承控制的稳定性。

技术领域

本发明涉及磁悬浮技术领域，更具体地说，涉及一种磁悬浮系统及其电流响应速度检测方法和装置。

背景技术

在高速旋转的应用场合，磁悬浮轴承具有极大的优势并已逐渐成为应用研究的主流，但同时也对磁悬浮轴承的运行稳定性提出更高的要求。

在磁悬浮系统中，磁悬浮轴承的基本工作原理是：通过位置传感器监测转子的位移，将该位移以及转子的参考位移送入控制器得到控制电流，在轴承控制内环中将控制电流与轴承线圈的反馈电流的差值进行电流调节，经运算后输出一定占空比的PWM波，将PWM波作为功率放大器的控制输入信号，通过功率放大器控制电磁铁中电流的大小，使转子悬浮于设定的位置上。所以，功率放大器中的电流响应速度(即电流的变化率)将会直接影响磁悬浮轴承的控制稳定性。

由于磁悬浮轴承在很多场合需要转子高速运行，为了了解此时的电流响应速度，常规的电流响应速度检测需要在转子高速旋转下进行，若响应速度不够，需要施加轴承控制，而在高转速下进行控制算法的调节会对系统的稳定性与安全性产生非常不利的影响，例如，若在电流响应速度检测过程中轴承失稳，转子将直接跌落而与其它部件发生碰撞，碰撞严重时将直接破坏保护轴承，减少磁悬浮系统的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁悬浮系统及其电流响应速度检测方法和装置，以增强高转速下轴承控制的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种磁悬浮系统中的电流响应速度检测方法，包括：

当磁悬浮轴承中的转子处于静态悬浮状态时，将位置传感器监测到的转子的位移叠加一预设频率的正弦波；

将叠加正弦波后的位移，以及所述转子的参考位移送入所述磁悬浮系统的轴承控制器；

对所述磁悬浮系统的功率放大器中的电流响应速度进行检测。

上述方法，优选的，所述预设频率的正弦波的频率，是与所述磁悬浮系统正常工作状态下所述转子的转速相对应的所述转子的位移的变化频率。

上述方法，优选的，所述对所述磁悬浮系统的功率放大器中的电流响应速度进行检测，包括：

通过所述参考位移，所述叠加正弦波后的位移，轴承控制器增益和轴承偏置电流计算所述功率放大器的理想输出电流值；

将所述功率放大器的输出电流值与所述理想输出电流值进行比较，若比较结果表征所述功率放大器的输出电流失真，确定所述功率放大器中的电流响应速度未达到所述磁悬浮系统的指标要求，否则，确定所述功率放大器中的电流响应速度达到所述磁悬浮系统的指标要求。

上述方法，优选的，还包括：

当检测出所述功率放大器中的电流响应速度未达到所述磁悬浮系统的指标要求时，施加轴承控制算法，直至所述功率放大器中的电流响应速度达到所述磁悬浮系统的指标要求。

一种磁悬浮系统中的电流响应速度检测装置，包括：

叠加模块，用于当磁悬浮轴承中的转子处于静态悬浮状态时，将位置传感器监测到的转子的位移叠加一预设频率的正弦波；将叠加正弦波后的位移送入所述磁悬浮系统的轴承控制器；

输入模块，用于将所述转子的参考位移送入所述轴承控制器；