一种基于磁悬浮平面电机的隔振平台及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磁悬浮平面电机的隔振平台及其控制方法，包括载荷、平面电机、传感器、基座、控制器；平面电机由动子和定子组成，动子包括四组Halbach阵列，由若干块不同充磁方向的永磁体按一定规律排列而成；定子采用印制电路板。传感器采用开关型霍尔传感器。控制器采用PI控制和电流模型预测控制(MPCC,Model Predictive Current Control)相结合的双闭环控制策略。平台工作时，通过传感器获得动子的位姿信息，调整励磁电流来控制动子受力情况，达到隔振目的。本发明专利技术简化了隔振平台的结构，成本低，易控制，能够适应复杂工况，有效提高电机经济运行范围。提高电机经济运行范围。提高电机经济运行范围。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁悬浮平面电机的隔振平台及其控制方法


[0001]本专利技术属于电机领域，具体涉及一种基于磁悬浮平面电机的隔振平台及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着近地轨道航天器所携带的精密载荷对超静环境的要求日益严苛，空间高性能振动抑制问题己成为国家航天工程中制约精密空间任务开展的关键短板。磁悬浮平面电机可实现六自由度运动，能够有效地抑制振动。
[0003]磁悬浮工作台的驱动部件是磁悬浮平面电机，磁悬浮平面电机按照动子和定子结构分类可分为两类：动圈式磁悬浮平面电机和动磁式磁悬浮平面电机。动圈式磁悬浮平面电机的动子为励磁线圈，因此动子的供电电缆会给电机控制引入额外的扰动，也限制了电机的行程和电机动子的运动自由度。而动磁式磁悬浮平面电机的动子为永磁体，可以沿着X、Y、Z方向运动及绕X、Y、Z轴旋转(即悬浮式六自由度运动)，且与外界无接触运动，无需润滑没有磨损。电机采用电磁悬浮而非气浮的方式，因而适应真空环境。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于磁悬浮平面电机的隔振平台及其控制方法，解决空间振动的隔离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁悬浮平面电机的隔振平台，其特征在于：包括载荷(1)、平面电机(2)、传感器(3)、基座(4)、控制器(5)；基座(4)为顶部开口的方形盒体，用于放置载荷(1)、平面电机(2)和传感器(3)，传感器(3)和定子(7)固定于基座(4)内；平面电机(2)包括动子(6)和其下设置的定子(7)；动子(6)由四组Halbach永磁体阵列(8)组成，与定子(7)之间存在能够调节的气隙(9)；定子(7)由单层或多层印制电路板组成，其上从上至下印制有沿X方向的励磁导线(7
‑
1)和沿Y方向的励磁导线(7
‑
2)，两者相互层叠；传感器(3)位于定子(7)底面，用于动子(6)位置姿态检测；载荷(1)置于平面电机(2)的动子(6)的顶面中心；控制器(5)采用PI控制和电流模型预测控制相结合的双闭环控制策略，包括控制模块和功率模块；其中控制模块包括FPGA主控芯片、电流采样电路、位置采样及编码电路；功率模块采用由场效应管和反向二极管构成的两电平三相逆变桥。2.根据权利要求1所述的基于磁悬浮平面电机的隔振平台，其特征在于：动子(6)由四组Halbach永磁阵列(8)两两垂直首尾相接而成，其上搭载载荷(1)。3.根据权利要求1所述的基于磁悬浮平面电机的隔振平台，其特征在于：在每组Halbach永磁阵列(8)中，相邻两块永磁体充磁方向互相垂直，永磁体充磁方向按照顺时针方向依次旋转90
°
。4.根据权利要求1所述的基于磁悬浮平面电机的隔振平台，其特征在于：印制电路板上位于同一电路层上的励磁导线，一侧按照三相或四相方式相接，另一侧与下一层的同相励磁导线相接构成线圈回路。5.根据权利要求1所述的基于磁悬浮平面电机的隔振平台，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜建虎，苏彬如，衡培然，池松，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：