本发明专利技术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。本发明专利技术能够提高测量的精确性。确性。确性。
【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮电机转子伸长量估算装置及方法
[0001]本专利技术涉及测量
，特别是涉及一种磁悬浮电机转子伸长量估算装置及方法。
技术介绍
[0002]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。
技术实现思路
[0003]本专利技术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。
[0004]本专利技术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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]本专利技术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：
[0010](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
[0011](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
[0012](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
；
[0013](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
；
[0014](5)将所述轴向位移控制参考量作为PID控制的参考量，将精确非轴端的实时轴向位移量d
zRp
作为转子悬浮PID控制的反馈量，得到转子位移平衡控制量，根据所述转子位移平衡控制量对转子进行控制，使得转子控制在非轴端轴向位移控制量的位置，实现轴向稳定悬浮；
[0015](6)根据此时的精确轴端的实时轴向位移量d
zLp
确定出转子当前伸长量d
E
。
[0016]所述磁悬浮电机转子伸长量估算方法还包括步骤(7)：根据所述转子当前伸长量d
E
和转子材料温度系数K
rt
计算转子的温度T
r
。
[0017]所述步骤(2)中通过计算轴向位移控制参考量
[0018]所述步骤(7)中通过T
r
＝K
rt
*(d
E
‑
d
E0
)+T0计算转子的温度T
r
，其中，T0为转子悬浮前初态温度，d
E0
为转子悬浮前初态温度下膨胀量。
[0019]有益效果
[0020]由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术利用轴端和非轴端所配备的电感式位移检测装置分别测量以轴端和非轴端为基准的轴向位移量，并根据磁悬浮电机冷态下所检测得到的轴端和非轴端最大轴向行程位移量确定转子稳定悬浮时轴向位置控制参考量，并基于此参考量在稳定悬浮过程中实时估算轴端转子受热后的伸长量。本专利技术通过自适应陷波处理提高转子位移检测以及转子伸长量估算的准确性，有益提高控制系统的稳定性和测量的精确性。
附图说明
[0021]图1是采用本专利技术实施方式的转子结构示意图；
[0022]图2是本专利技术实施方式的转子伸长量估算原理图；
[0023]图3是本专利技术实施方式的原理方框图。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0025]本专利技术的实施方式涉及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，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，根据转子位移平衡控制量计算出转子当前伸长量。
[0026]如图1所示，转子支撑本体1与永磁电机永磁体2相结合位于整个转子中间位置。转子左端为轴端用于连接涡轮等负载作用端，转子右端为非轴端用于连接转子冷却叶轮。
[0027]轴向位移产生装置包括推力盘3和推力盘激励线圈4，推力盘3安装于转子非轴端，所述推力盘3两侧安装推力盘激励线圈4。通过向所述推力盘3两侧安装的推力盘激励线圈4分别通入电流，可控制转子产生向轴端或非轴端的轴向位移。
[0028]轴端径向轴向电感本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮电机转子伸长量估算装置，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的磁悬浮电机转子伸长量估算装置，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的磁悬浮电机转子伸长量估算装置，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的磁悬浮电机转子伸长量估算装置，其特征在于，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。5.根据权利要求1所述的磁悬浮电机转子伸长量估算装置，其特征在于，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。6.一种磁悬浮电机转子伸长量估算方法，其特征在于，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...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘江，郭强，张波涛，陈恒峰，刘志文，徐蔚，邱莲莲，
申请(专利权)人：本元智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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