本发明专利技术提供了一种磁轴承、控制方法及装置，所述磁轴承包括转子、环绕所述转子设置的至少三个电磁铁、位置检测装置以及控制装置；所述电磁铁上绕设有线圈，所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力；所述位置检测装置用于检测所述转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；所述控制装置用于基于所述至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整所述控制电流，本发明专利技术可解决现有技术中磁轴承需要设置偏置电流对转子进行反馈控制的问题。电流对转子进行反馈控制的问题。电流对转子进行反馈控制的问题。
Magnetic bearing, control method and device
【技术实现步骤摘要】
磁轴承、控制方法及装置
[0001]本专利技术涉及磁轴承
，尤其涉及一种磁轴承、控制方法及装置。
技术介绍
[0002]磁轴承主要由电磁铁、位移传感器、控制器和功率放大器等部件组成。磁轴承使用安装在定子部件上的电磁铁对转子产生电磁力，使转子在与轴承无接触的情况下进行稳定悬浮和旋转。进一步的，可通过反馈控制回路控制输入电磁铁的控制电流大小，以控制支承磁悬浮轴承中转子的电磁力。因此，转子的动力学特性可以通过反馈控制回路进行实时调整，从而使得磁轴承具有更好的动态特性。现有技术中，磁轴承的控制普遍使用带有偏置电流的差动控制。这种控制方法以同一直线上的两个电磁铁为一组作为最小控制单元，即必须在磁轴承的至少两条不同方向的直线上分别设置两个电磁铁才能实现对磁轴承转子任意方向基于磁场力的位置调整。从而，这种控制方法需要设置至少四个电磁铁，限制了磁轴承的结构设计，并且偏置电流的设置也增加了磁悬浮轴承的能量损耗。
技术实现思路
[0003]本专利技术的一个目的在于提供一种磁轴承，以解决现有技术中磁轴承需要设置偏置电流对转子进行反馈控制的问题。本专利技术的另一个目的在于提供一种磁轴承控制方法。本专利技术的再一个目的在于提供一种磁轴承控制装置。本专利技术的还一个目的在于提供一种计算机设备。本专利技术的还一个目的在于提供一路可读介质。
[0004]为了达到以上目的，本专利技术一方面公开了一种磁轴承，包括转子、环绕所述转子设置的至少三个电磁铁、位置检测装置以及控制装置；
[0005]所述电磁铁上绕设有线圈，所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力；
[0006]所述位置检测装置用于检测所述转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；
[0007]所述控制装置用于基于所述至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整所述控制电流。
[0008]优选的，环绕所述转子的区域包括以轴承中央为顶点每120
°
划分为一个区域的三个区域，每个区域中设置有至少一个所述电磁铁。
[0009]优选的，所述磁轴承包括相互间隔120
°
设置的三个电磁铁。
[0010]优选的，所述电磁铁的形状为马蹄形、山字形或单极形。
[0011]优选的，所述控制装置进一步用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号，根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
[0012]优选的，所述控制装置包括控制器和功率放大器；
[0013]所述控制器用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，基于所述预期轴承力和所
述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号；
[0014]所述功率放大器用于根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流并将所述控制电流输入对应的电磁铁上的线圈中以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
[0015]优选的，所述控制器用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，根据所述预期轴承力确定用于提供轴承力的两个目标电磁铁，基于所述预期轴承力和所述目标电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号。
[0016]本专利技术还公开了一种磁轴承控制方法，包括：
[0017]确定所述磁轴承的转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；
[0018]基于所述磁轴承的至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁上绕设的线圈的控制电流，以使所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，其中，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力。
[0019]优选的，所述基于所述磁轴承的至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁上绕设的线圈的控制电流具体包括：
[0020]基于所述位置偏移量确定预期轴承力；
[0021]基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号，以根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。
[0022]优选的，所述基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号具体包括：
[0023]根据所述预期轴承力确定用于提供轴承力的两个目标电磁铁；
[0024]基于所述预期轴承力和所述目标电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号。
[0025]本专利技术还公开了一种磁轴承控制装置，包括：
[0026]信息接收模块，用于检测所述磁轴承的转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；
[0027]位置调整模块，用于基于所述磁轴承的至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整输入所述电磁铁上绕设的线圈的控制电流，以使所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，其中，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力。
[0028]本专利技术还公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，
[0029]所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。
[0030]本专利技术还公开了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，
[0031]该程序被处理器执行时实现如上所述方法。
[0032]本专利技术的磁轴承包括转子、环绕所述转子设置的至少三个电磁铁、位置检测装置以及控制装置。其中，所述电磁铁上绕设有线圈，所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力；所述位置检测装置用于检测所述转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；所述控制
装置用于基于所述至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整所述控制电流。从而，由于本专利技术的至少三个电磁铁对转子分别的磁场力可以合成任意方向的轴承力，本专利技术的转子反馈控制以单个电磁铁为最小控制单元，根据检测的转子位置偏移量确定每个电磁铁的控制电流，通过调控每个电磁铁的控制电流实现对应电磁铁对转子的磁场力大小的调整，以使转子在三个电磁铁对转子的磁场力合成的轴承力的作用下进行位置调整，使转子稳定在轴承中央。由此，本专利技术采用至少三个电磁铁即可实现，有效降低了磁轴承的结构设计限制，并且有效降低了磁轴承的损耗。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1示出现有技术中磁轴承具体实施例的结构图；
[0035]图2示出现有技术中磁轴承具体实施例差动控制的示意图；...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁轴承，其特征在于，包括转子、环绕所述转子设置的至少三个电磁铁、位置检测装置以及控制装置；所述电磁铁上绕设有线圈，所述电磁铁基于输入所述线圈的控制电流对所述转子形成磁场力，所述至少三个电磁铁对所述转子的磁场力能够合成任意方向的轴承力；所述位置检测装置用于检测所述转子偏离所述磁轴承中央的位置偏移量；所述控制装置用于基于所述至少三个电磁铁的属性信息及所述位置偏移量调整所述控制电流。2.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，环绕所述转子的区域包括以轴承中央为顶点每120
°
划分为一个区域的三个区域，每个区域中设置有至少一个所述电磁铁。3.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，所述磁轴承包括相互间隔120
°
设置的三个电磁铁。4.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，所述电磁铁的形状为马蹄形、山字形或单极形。5.根据权利要求1所述的磁轴承，其特征在于，所述控制装置进一步用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号，根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。6.根据权利要求5所述的磁轴承，其特征在于，所述控制装置包括控制器和功率放大器；所述控制器用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，基于所述预期轴承力和所述至少三个电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号；所述功率放大器用于根据所述控制信号形成每个电磁铁对应的控制电流并将所述控制电流输入对应的电磁铁上的线圈中以使所述至少三个电磁铁分别形成的磁场力能够合成得到所述预期轴承力。7.根据权利要求6所述的磁轴承，其特征在于，所述控制器用于基于所述位置偏移量确定预期轴承力，根据所述预期轴承力确定用于提供轴承力的两个目标电磁铁，基于所述预期轴承力和所述目标电磁铁的属性信息确定每个电磁铁对应的控制信号。8.一种磁轴承控制方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚依晨，于溯源，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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