專利名稱：減小磁力軸承系統(tǒng)中基座振動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁力軸承系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種減小磁力軸承系統(tǒng)中基座振動(dòng)的方法。
背景技術(shù)：
磁力軸承系統(tǒng)是一種無摩擦、不需潤(rùn)滑的軸承系統(tǒng)，適用于某些具有特殊需求的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，目前磁力軸承的應(yīng)用已日益廣泛。磁力軸承系統(tǒng)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子受電磁力作用而保持在懸浮狀態(tài)，與定子組件無接觸。磁力軸承本身是不穩(wěn)定的，因此需要實(shí)時(shí)地根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置調(diào)節(jié)電磁力，才能保證轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地懸浮在工作位置。磁力軸承的電磁力的調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)軸承電流實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)的磁力軸承控制方法中，一般只是根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置以及轉(zhuǎn)子位置變化的速度 調(diào)節(jié)軸承電磁力。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在不平衡力的作用下，轉(zhuǎn)子將偏離工作位置，而此時(shí)控制方法只是被動(dòng)地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子位置，力圖將轉(zhuǎn)子軸線恢復(fù)到設(shè)定的工作位置。由于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子位置是通過調(diào)節(jié)磁力軸承的電磁力實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)磁力軸承將電磁力施加于轉(zhuǎn)子時(shí)，轉(zhuǎn)子也將同樣大小的反作用力施加于磁力軸承。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，為了調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子位置，磁力軸承將高頻交變的電磁力施加于轉(zhuǎn)子，并受到同樣大小的高頻交變的反作用力。這種反作用力通過磁力軸承組件傳遞到系統(tǒng)機(jī)架，并使基座產(chǎn)生一定幅度的振動(dòng)。在一些旋轉(zhuǎn)機(jī)械應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)基座振動(dòng)幅度要求較高，此時(shí)采用傳統(tǒng)控制策略的磁力軸承系統(tǒng)因基座振動(dòng)較大，將無法滿足應(yīng)用要求。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何減小磁力軸承系統(tǒng)中基座的振動(dòng)。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種減小磁力軸承系統(tǒng)中基座振動(dòng)的方法，包括以下步驟SI、采集磁力軸承系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位移值和當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)角頻率，以及磁力軸承系統(tǒng)中磁力軸承的當(dāng)前電流值；S2、根據(jù)所述當(dāng)前位移值、當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)角頻率和當(dāng)前電流值計(jì)算用于減小磁力軸承系統(tǒng)中基座振動(dòng)的補(bǔ)償值，并根據(jù)預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)子工作點(diǎn)位置計(jì)算控制指令；S3、將所述補(bǔ)償值與預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)子工作點(diǎn)的位置值相加，得到補(bǔ)償后的設(shè)定工作點(diǎn)位置；S4、根據(jù)補(bǔ)償后的設(shè)定工作點(diǎn)位置和轉(zhuǎn)子當(dāng)前位移值計(jì)算輸出電流指令；S5、將輸出電流指令轉(zhuǎn)換成電流值；S6、將所述電流值轉(zhuǎn)換成控制所述轉(zhuǎn)子位置的電磁力，利用所述電磁力控制所述轉(zhuǎn)子位置，從而減小基座的振動(dòng)。
優(yōu)選地，步驟S2中計(jì)算所述補(bǔ)償值具體包括S21、設(shè)定遺忘因子λ、采樣周期Ts以及加權(quán)因子α ；
~C (Γ
S22、初始化迭代步數(shù)k = O、逆協(xié)方差矩陣
權(quán)利要求
1.一種減小磁力軸承系統(tǒng)中基座振動(dòng)的方法，其特征在于，包括以下步驟 51、采集磁力軸承系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位移值和當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)角頻率，以及磁力軸承系統(tǒng)中磁力軸承的當(dāng)前電流值； 52、根據(jù)所述當(dāng)前位移值、當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)角頻率和當(dāng)前電流值計(jì)算用于減小磁力軸承系統(tǒng)中基座振動(dòng)的補(bǔ)償值； 53、將所述補(bǔ)償值與預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)子工作點(diǎn)的位置值相加，得到補(bǔ)償后的設(shè)定工作點(diǎn)位置； 54、根據(jù)補(bǔ)償后的設(shè)定工作點(diǎn)位置和轉(zhuǎn)子當(dāng)前位移值計(jì)算輸出電流指令； 55、將輸出電流指令轉(zhuǎn)換成電流值； 56、將所述電流值轉(zhuǎn)換成控制所述轉(zhuǎn)子位置的電磁力，利用所述電磁力控制所述轉(zhuǎn)子位置，從而減小基座的振動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟S2中計(jì)算所述補(bǔ)償值具體包括 521、設(shè)定遺忘因子λ、采樣周期Ts以及加權(quán)因子α； 522、初始化迭代步數(shù)k= O、逆協(xié)方差矩陣
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，利用所述磁力軸承系統(tǒng)中的位移傳感器采集所述轉(zhuǎn)子當(dāng)前在X方向的位移值以及轉(zhuǎn)子當(dāng)前在Y方向的位移值。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，利用磁力軸承系統(tǒng)中的電流傳感器采集磁力軸承當(dāng)前在徑向X方向和Y方向的電流。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，利用磁力軸承系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速傳感器采集轉(zhuǎn)子的當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)角頻率。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，利用磁力軸承系統(tǒng)中的功率放大器將輸出電流指令轉(zhuǎn)換成電流值。
7.如權(quán)利要求2飛中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，利用磁力軸承系統(tǒng)中的磁力軸承將所述電流值轉(zhuǎn)換成控制所述轉(zhuǎn)子位置的電磁力。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁力軸承系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種減小磁力軸承系統(tǒng)中基座振動(dòng)的方法，包括步驟S1、采集磁力軸承系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子的當(dāng)前位移值和當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)角頻率，以及磁力軸承系統(tǒng)中磁力軸承的當(dāng)前電流值；S2、根據(jù)所述當(dāng)前位移值、當(dāng)前轉(zhuǎn)動(dòng)角頻率和當(dāng)前電流值計(jì)算用于減小磁力軸承系統(tǒng)中基座振動(dòng)的補(bǔ)償值；S3、將所述補(bǔ)償值與預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)子工作點(diǎn)的位置值相加，得到補(bǔ)償后的設(shè)定工作點(diǎn)位置；S4、根據(jù)補(bǔ)償后的設(shè)定工作點(diǎn)位置和轉(zhuǎn)子當(dāng)前位移值計(jì)算輸出電流指令；S5、將輸出電流指令轉(zhuǎn)換成電流值；S6、將所述電流值轉(zhuǎn)換成控制所述轉(zhuǎn)子位置的電磁力，利用所述電磁力控制所述轉(zhuǎn)子位置，從而減小基座的振動(dòng)。本發(fā)明可以減小基座的振動(dòng)。
文檔編號(hào)F16F6/00GK102829116SQ20121031095
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者孫喆, 莫逆, 時(shí)振剛, 石磊, 趙晶晶 申請(qǐng)人:清華大學(xué)