[发明专利]转轴的轴向位移检测装置、方法及磁轴承系统

说明书

本发明提出了一种转轴的轴向位移检测装置、方法和磁轴承系统，其中转轴的轴向位移检测装置包括采集转轴的第一信号的第一检测模块和采集第二信号的第二检测模块，第一信号与转轴位移和温度漂移信号相关，第二信号与温度漂移信号相关；第一检测模块和第二检测模块的信号输出端连接逻辑运算模块的信号输入端，逻辑运算模块对第一信号和第二信号进行调理运算以将第一信号中的温度漂移信号去除获得最终的轴向位移信号。本发明针对磁轴承的测量，既能消除径向位移变化的影响，又消除温漂参数的影响，将多个影响测量磁轴承结果的变量整定消除，从而使得最终轴向测量的结果更加精准、可靠。

技术领域

本发明属于磁悬浮技术领域，尤其涉及一种转轴的轴向位移检测装置、方法及磁轴承系统。

背景技术

磁轴承是一种利用可控的非接触电磁力将转子稳定悬浮于空间某一位置，使转子与定子之间无机械接触的机电一体化产品。转子在悬浮过程中由于受到干扰会产生振动信号，为了实现精确稳定控制需要采用非接触式传感器来检测转子（转轴）的位移。无接触式电涡流传感器以其精度高、频带宽的优点广泛应用于磁悬浮系统中的位移检测，但是电涡流传感器受到温度影响时输出信号会产生温度漂移，因此转轴的轴向位移检测受环境温度影响很大。

发明内容

本发明提供的一种转轴的轴向位移检测装置、方法及磁轴承系统，利用轴向位移径向检测装置，以便解决对转轴的轴向位移进行检测时受温度影响大的问题。

本发明的一个方面提供了一种转轴的轴向位移检测装置，包括用于采集转轴的第一信号的第一检测模块和用于采集第二信号的第二检测模块，所述第一信号与转轴位移和温度漂移信号相关，所述第二信号与温度漂移信号相关；所述第一检测模块和所述第二检测模块的信号输出端连接逻辑运算模块的信号输入端，所述逻辑运算模块用于对所述第一信号和第二信号进行调理运算以将所述第一信号中的温度漂移信号去除获得最终的轴向位移信号。

进一步地，所述转轴上加工有台阶面，所述第一检测模块包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器垂直于转轴的台阶面安装。

进一步地，所述第一传感器和所述第二传感器到转轴的距离之和为定值。

进一步地，所述第一传感器和所述第二传感器分别安装于套接在转轴外侧的圆环的某一直径的两端。

进一步地，所述第二检测模块包括第三传感器，所述第三传感器安装在转轴的轴线方向上，所述第三传感器到转轴的距离大于预设的距离阈值，以使所述第三传感器与转轴不产生感应信号。

进一步地，所述逻辑运算模块包括第一差分调理模块、第二差分调理模块和加和模块，所述第一差分调理模块用于对所述第一传感器和所述第二检测模块的输出信号执行求差运算，所述第二差分调理模块用于对所述第二传感器和所述第二检测模块的输出信号执行求差运算，所述加和模块用于对所述第一差分调理模块和所述第二差分调理模块的输出信号执行求和运算。

进一步地，第一差分调理模块和所述第二差分调理模块的结构相同，包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的正相输入端连接第一电阻后作为第一差分调理模块或第二差分调理模块的正相输入端，所述第一运算放大器的负相输入端连接第二电阻后作为第一差分调理模块或第二差分调理模块的负相输入端，所述第一运算放大器的正相输入端与所述第一运算放大器的输出端并联第三电阻，所述第一运算放大器的负相输入端通过第四电阻接地，所述第一运算放大器的输出端连接第五电阻后作为所述第一差分调理模块或第二差分调理模块的信号输出端。

进一步地，所述加和模块包括第二运算放大器，所述第二运算放大器的正向输入端作为所述加和模块的信号输入端，所述第二运算放大器的正向输入端连接第六电阻后接地，所述第二运算放大器的负向输入端和输出端并联有第七电阻，所述第七电阻和所述第二运算放大器的连接节点连接第八电阻后接地，所述第二运算放大器的输出端作为所述加和模块的信号输出端。