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如何磁轴承控制器工作

从Calnetix的白皮书摘录题为“如何磁轴承控制器工作的总体概述”:

磁轴承不会对自己的运作;他们需要一个独特的系统一起工作的多个组件。Calnetix的洞察™磁悬浮轴承控制器由几个型号不同功率和额定电压的涵盖范围广泛的机器的要求。

非常简单的转子和磁轴承系统如图1所示支撑在电磁轴承(AMB)的MBC和机器转子之间的基本关系。在机器的AMB系统的部件是电磁致动器 - 通常认为是轴承 - 和位置传感器。致动器和传感器通过电缆连接到MBC。致动器,传感器,MBC和连接电缆形成AMB系统。该MBC的关键部件在图1中的数字信号处理器(DSP)电路板的框在MBC具有传感器的电子部分,其驱动机安装位置传感器和解调(检测)返回信号中概述。该DSP执行的控制算法(补偿器)和功率放大器产生的命令信号。在DSP中的控制程序还处理悬浮逻辑,故障和趋势监控和诊断功能。放大器板将来自DSP的指令信号通过所述AMB致动器线圈,以驱动一个控制电流。

简单的转子和AMB系统。

图1

图2描述了磁轴承的控制回路的基本操作。当转子移动或振动响应于一些力 - 是否控制力,外力,或不平衡 - 的位置传感器检测到的运动并将其转换为与位于MBC电子的帮助下的电压。传感器电压被读出到数字信号处理器(DSP) - 的MBC的大脑。DSP中的转子位置到设定点或所希望的位置,以确定错误比较 - 这是值的控制环路将试图最小化。所需的校正从使用补偿算法的误差来计算。校正(命令)被发送到功率放大器通过AMB致动器线圈,以驱动所需要的电流。所述致动器的电流转换成一个电磁通量,它创建在转子上的力。运动或转子控制力的响应,和所有外部力由机器的转子动力特性支配。

一个AMB系统产生的刚度和阻尼力控制该转子的位置。相比于通过传统轴承提供的机械或流体力,磁轴承的力通过在致动器表面上的磁场产生的。将AMB产生反作用力相对的转子位移(刚度),并且还反作用力出的与转子位移(阻尼)相。刚度和阻尼变化对激励的频率。磁性轴承的刚度,并与激励频率阻尼的变动是由补偿器传递函数主要定义。该补偿器 - 与位置传感器,MBC功率放大器和磁轴承致动器(电磁体)的特性一起 - 限定的刚度和磁性轴承系统的阻尼特性。该补偿是通过使用AMB组件的机械和动态模型的转子动力学模型Calnetix控制工程师创建的。

磁轴承控制回路的基本概念。

图2

磁性轴承补偿器的特性,故障限制和操作选项中的参数文件(也称为设计文件)被定义。此文件由Calnetix编译以创建可存储在闪存上的MBC的DSP板的图像。机具体特点,如传感器校准值,运行时间,故障日志和事件日志存储在DSP板上非易失性RAM。

如何磁轴承控制器工作