飞轮磁轴承的控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了飞轮磁轴承的控制系统和方法，包括位移传感器、底层处理板和上层主控板，底层处理板上设置有FPGA；位移传感器和上层主控板分别与FPGA相连接；位移传感器用于采集飞轮转子相对壳体之间的位移信号，并将位移信号转换成模拟电压信号；上层主控板用于将位移信号和预设参考位移信号通过闭环控制算法，得到功放板开关管PWM占空比；FPGA，用于将模拟电压信号进行转换，得到数字信号；根据功放板开关管PWM占空比生成PWM开关控制信号；将PWM开关控制信号发送给功放板，以使功放板对磁轴承电压进行调节，从而持续为飞轮转子高速旋转提供可靠悬浮，提高了磁轴承系统可靠性和有效性。提高了磁轴承系统可靠性和有效性。提高了磁轴承系统可靠性和有效性。

【技术实现步骤摘要】
飞轮磁轴承的控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及控制
，尤其是涉及飞轮磁轴承的控制系统和方法。

技术介绍

[0002]飞轮采用纯电磁悬浮轴承支撑技术，飞轮在旋转过程中其转子可在五个自由度方向实现无接触悬浮(以x，y，z三坐标为例，可在x和y两轴的平动和转动方向、z轴的平动方向，共计五个方向实现中心悬浮控制)，即飞轮转子与壳体之间无任何接触，无摩擦，无损耗。
[0003]飞轮磁轴承的可靠控制是保证飞轮运行的安全性、可靠性和稳定工作的关键技术之一，是飞轮磁轴承可靠悬浮、在线监测和状态管理的可靠保障。
[0004]在飞轮转子持续旋转过程中，电磁轴承在磁悬浮控制器作用下可始终输出控制力保持转子悬浮于腔体中心位置，一旦悬浮失败则飞轮转子与壳体发生高速碰撞，轻则损坏电磁轴承和电机，重则造成安全事故。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供飞轮磁轴承的控制系统和方法，可以实现飞轮磁轴承数据的快速采集和PWM信号的分层控制，并持续为飞轮转子高速旋转提供可靠悬浮，提高了磁轴承系统可靠性和有效性。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞轮磁轴承的控制系统，其特征在于，所述系统包括位移传感器、底层处理板和上层主控板，所述底层处理板上设置有FPGA；所述位移传感器和所述上层主控板分别与所述FPGA相连接；所述位移传感器，用于采集飞轮转子相对壳体之间的位移信号，并将所述位移信号转换成模拟电压信号；所述上层主控板，用于将所述位移信号和预设参考位移信号通过闭环控制算法，得到功放板开关管PWM占空比；所述FPGA，用于将所述模拟电压信号进行转换，得到数字信号；根据所述功放板开关管PWM占空比生成PWM开关控制信号；将所述PWM开关控制信号发送给功放板，以使所述功放板对磁轴承电压进行调节。2.根据权利要求1所述的飞轮磁轴承的控制系统，其特征在于，所述位移信号包括上径向磁轴承在X轴的位移信号、所述上径向磁轴承在Y轴的位移信号、下径向磁轴承在所述X轴的位移信号、所述下径向磁轴承在所述Y轴的位移信号和轴向磁轴承位移信号。3.根据权利要求1所述的飞轮磁轴承的控制系统，其特征在于，所述PWM开关控制信号包括第一PWM开关控制信号和第二PWM开关控制信号，所述底层处理板包括PWM生成信号单元；所述PWM生成信号单元，用于根据所述第一PWM开关控制信号控制第一桥臂和第三桥臂导通，根据所述第二PWM开关控制信号控制第二桥臂和第四桥臂不导通；或者，根据所述第一PWM开关控制信号控制第一桥臂和第三桥臂不导通，根据所述第二PWM开关控制信号控制第二桥臂和第四桥臂导通。4.根据权利要求1所述的飞轮磁轴承的控制系统，其特征在于，所述底层处理板包括PWM模块；所述PWM模块，用于当时钟周期计数器达到预设阈值时，载入根据所述功放板开关管PWM占空比得到的比较值，进入PWM脉宽计数，得到PWM脉宽计数值；当所述PWM脉宽计数值大于所述比较值时，所述PWM开关控制信号为1；当所述PWM脉宽计数值小于所述比较值时，所述PWM开关控制信号为0；当所述PWM开关控制信号发生电平翻转时，根据死区时间确定所述PW...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树胜，王佳良，李光军，汪大春，
申请(专利权)人：北京泓慧国际能源技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：