一种适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置
专利汇可以提供一种适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种适用于磁 轴承 各 自由度 不同偏置组合的 磁轴承 控制装置，用来对磁悬浮- 转子 系统进行主动控制，主要包括：控制板、转接板和功放板。该装置通过控制板上的 接口 电路 获取磁轴承转子位移 信号 、线圈 电流 、转速信号数据，DSP芯片根据采集的数据生成控制量，发送给FPGA进行PWM的生成，然后输出给驱动板的功放环节，生成磁轴承线圈所需的电流，从而实现对磁轴承-转子系统的主动控制。本 发明 适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的情况，磁轴承的5个自由度采用永磁偏置和电磁偏置的数量任意分配、无论电磁偏置还是永磁偏置都可以实现三电平控制策略减小电流纹波、并且所用PWM引脚数量尽量少，克服现有的磁轴承 控制器 对于各自由度电磁偏置和永磁偏置组合不够灵活、电流纹波较大、驱动电路采用独立电源导致成本高等问题。，下面是一种适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置专利的具体信息内容。
1.一种适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置，其特征在于，由控制板(100)、转接板(101)、驱动板(102)(103)组成；控制板(100)和驱动板(102)(103)之间通过转接板(101)连接；控制板(100)主要由FPGA(105)、DSP(104)、磁轴承位移检测电路(106)和磁轴承电流调理电路(107)等构成；控制板共包括30路PWM信号PWM1～PWM30和10路电流信号I1～I10；驱动板(102)和(103)电路结构相同，每块驱动板包括5个PWM跳线选择电路(108)、5个电流跳线选择电路(109)、5个高速光耦自举式驱动电路(110)、5个电流检测电路(111)、5个单相全桥电路(112)；驱动板的数目取决于磁轴承各自由度的偏置组合方式，5个自由度均为永磁偏置式的磁轴承需要5个H桥驱动，即1块驱动板，5个自由度均为电磁偏置式的磁轴承需要10个H桥驱动，即2块驱动板，4自由度永磁偏置+1自由度电磁偏置式磁轴承需要6个H桥驱动，即2块驱动板，4自由度电磁偏置+1自由度永磁偏置式磁轴承需要9个H桥驱动，即2块驱动板；通过跳线对控制板提供的多路PWM和电流信号端子进行选择，以满足不同偏置组合磁轴承控制的需要。
2.根据权利要求1所述的适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置，其特征在于，所述的驱动板(102)(103)中磁轴承单元主回路采用单相全桥电路(112)拓扑，由
4个N沟道MOSFET单管(带反并联二极管)(113)构成；每个单相全桥电路(112)的4个开关管(113)分别用4个驱动信号Gi1、Gi2、Gi3、Gi4控制(i＝1，2，3，4，5)，其对应的光耦输入侧的驱动信号分别为PWMGi1、PWMGi2、PWMGi3、PWMGi4，(i＝1，2，3，4，5)。
3.根据权利要求1所述的适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置，其特征在于，所述的驱动板(102)(103)中单相全桥电路(112)每个桥臂的上管采用自举式驱动方式，这样每块驱动板可以节省10个隔离电源模块的成本；PWM控制策略为：上下开关管互补导通，对角线开关管同占空比相位互差180度(三电平模式)；相比于对角线开关管同相位同占空比的控制方式，优势在于：每个PWM周期内，不存在4个开关管同时关断的时刻，负载电感续流期间di/dt较小，电流纹波小。
4.根据权利要求1所述的适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置，其特征在于，所述的控制板(100)输出的30路PWM分成5组，标记为PWMi1、PWMi2、PWMi3、PWMi4、PWM1i5、PWM2i5，(i＝1，2，3，4，5)；10路电流也分为5组，标记为I1i，I2i，(i＝1，2，3，4，5)；
驱动板(102)上每路单相全桥电路(112)中4个功率管的驱动信号选择方式取决于PWM跳线选择电路(108)，PWMGi1通过跳线选择PWMi1或者PWMi2，PWMGi2通过跳线选择PWMi2或者DGND，PWMGi3通过跳线选择PWMi3或者PWMi5，PWMi5通过跳线选择PWM1i5或者PWM2i5，PWMGi4通过跳线选择PWMi4或者PWMi3。
5.根据权利要求1所述的适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置，其特征在于，所述的磁轴承5个自由度均为永磁式，需要5个单相全桥电路(112)，共1块驱动板(102)，PWM跳线选择电路(108)的跳线连接方式为PWMGi1连接PWMi1、PWMGi2连接PWMi2、PWMGi3连接PWMi3、PWMGi4连接PWMi4，(i＝1，2，3，4，5)。
6.根据权利要求1所述的适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置，其特征在于，所述的磁轴承5个自由度均为电磁式，需要10个单相全桥电路(112)，共2块驱动板(102)(103)，驱动板(102)的PWM跳线选择电路(108)的跳线连接方式为PWMGi1连接PWMi1、PWMGi2连接DGND、PWMGi3连接PWM1i5、PWMGi4连接PWMi4，(i＝1，2，3，4，5)，驱动板(103)的PWM跳线选择电路(108)的跳线连接方式为PWMGi1连接PWMi2、PWMGi2连接DGND、PWMGi3连接PWM2i5、PWMGi4连接PWMi3，(i＝1，2，3，4，5)。
7.根据权利要求1所述的适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置，其特征在于，所述的磁轴承径向4个自由度均为永磁偏置式且轴向1个自由度为电磁偏置式，需要6个单相全桥电路(112)，共2块驱动板(102)(103)，驱动板(102)的PWM跳线选择电路(108)的跳线连接方式为PWMGi1连接PWMi1、PWMGi2连接PWMi2、PWMGi3连接PWMi3、PWMGi4连接PWMi4，(i＝1，2，3，4)，PWMG51连接PWM51、PWMG52连接DGND、PWMG53连接PWM155、PWMG54连接PWM54；驱动板(103)的PWM跳线选择电路(108)的跳线连接方式为PWMGi1连接PWMi2、PWMGi2连接DGND、PWMGi3连接PWM2i5、PWMGi4连接PWMi3，(i＝5)。
8.根据权利要求1所述的适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置，其特征在于，所述的磁轴承径向4个自由度均为电磁偏置式且轴向1个自由度为永磁偏置式，需要9个单相全桥电路(112)，即2块驱动板(102)(103)，驱动板(102)的PWM跳线选择电路(108)的跳线连接方式为PWMGi1连接PWMi1、PWMGi2连接DGND、PWMGi3连接PWM1i5、PWMGi4连接PWMi4，(i＝1，2，3，4)，PWMG51连接PWM51、PWMG52连接PWM52、PWMG53连接PWM53、PWMG54连接PWM54；驱动板(103)的PWM跳线选择电路(108)的跳线连接方式为PWMGi1连接PWMi2、PWMGi2连接DGND、PWMGi3连接PWM2i5、PWMGi4连接PWMi3，(i＝1，2，3，4)。
9.根据权利要求1所述的适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置，其特征在于，所述的驱动板(102)(103)上包含有磁轴承定子线圈电流检测电路(111)，驱动板(102)的电流信号跳线选择I1i(i＝1，2，3，4，5)，驱动板(103)的电流信号跳线选择I2i(i＝
1，2，3，4，5)。
一种适用于磁轴承各自由度不同偏置组合的磁轴承控制装置
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发明内容
具体实施方式
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