[发明专利]一种磁悬浮电机转子伸长量估算装置及方法

说明书

本发明涉及一种磁悬浮电机转子伸长量估算装置及方法，其中，装置包括：第一电感式位移检测装置，用于检测轴端的轴向位移量；第二电感式位移检测装置，用于检测非轴端的轴向位移量；轴向位移产生装置，用于控制转子产生向轴端或非轴端的轴向位移；自适应滤波器，用于产生精确非轴端的实时轴向位移量和轴端的实时轴向位移量；PID调节器，用于计算得到转子位移平衡控制量；伸长量计算装置，用于在转子轴向稳定悬浮后，根据精确轴端的实时轴向位移量确定出转子当前伸长量。本发明能够提高测量的精确性。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种磁悬浮电机转子伸长量估算装置及方法。

背景技术

转子位置检测是磁悬浮电机转子稳定悬浮的关键，在高速运转中转子发热造成的转子形变伸长存在机械摩擦的风险，因此转子受热伸长量是磁悬浮控制系统一项重要参数。为了避免转子温度超过永磁体的最高工作温度会使永磁体发生不可逆退磁的风险以及叶轮与集流器发生机械摩擦从而损坏叶轮的风险，现有技术采用对转子受热伸长量进行测量的方式。但是现有的受热伸长量的测量方法存在准确性差的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种磁悬浮电机转子伸长量估算装置及方法，能够提高测量的精确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种磁悬浮电机转子伸长量估算装置，包括：第一电感式位移检测装置，用于检测轴端的轴向位移量；第二电感式位移检测装置，用于检测非轴端的轴向位移量；轴向位移产生装置，用于控制转子产生向轴端或非轴端的轴向位移；自适应滤波器，以所述第一电感式位移检测装置和第二电感式位移检测装置检测到的实时输出作为输入，产生精确非轴端的实时轴向位移量和轴端的实时轴向位移量；PID调节器，以所述第一电感式位移检测装置和第二电感式位移检测装置的检测到的极限值作为参考量，以所述自适应滤波器的非轴端的实时轴向位移量作为转子悬浮PID控制的反馈量，计算得到转子位移平衡控制量；伸长量计算装置，用于在转子轴向稳定悬浮后，根据所述精确轴端的实时轴向位移量确定出转子当前伸长量。

所述的磁悬浮电机转子伸长量估算装置还包括温度计算装置，用于根据所述转子当前伸长量和转子材料温度系数计算转子的温度。

所述第一电感式位移检测装置包括第一电感式感应线圈和轴端位移检测磁材料；所述第一电感式感应线圈安装在所述转子的轴端；所述轴端位移检测磁材料位于所述第一电感式感应线圈正下方的转子外表面。

所述第二电感式位移检测装置包括第二电感式感应线圈和非轴端位移检测磁材料；所述第二电感式感应线圈安装在所述转子的非轴端；所述非轴端位移检测磁材料位于所述第二电感式感应线圈正下方的转子外表面。

所述轴向位移产生装置包括推力盘和推力盘激励线圈，所述推力盘安装在所述转子的非轴端，所述推力盘激励线圈安装在所述推力盘的两侧。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种磁悬浮电机转子伸长量估算方法，包括以下步骤：

(1)在转子冷态情况下，使得转子分别吸引至轴端极限位置和非轴端极限位置，并检测得到轴端的轴向极限位移量和非轴端的轴向极限位移量

(2)根据所述轴端的轴向极限位移量和非轴端的轴向极限位移量计算轴向位移控制参考量

(3)转子进入正常工作状态，测得轴端的实时轴向位移量d_zL和非轴端的实时轴向位移量d_zR；

(4)将所述轴端的实时轴向位移量d_zL和非轴端的实时轴向位移量d_zR通过进行数字信号处理得到精确非轴端的实时轴向位移量d_zRp和精确轴端的实时轴向位移量d_zLp；