一种磁轴承用位移传感器位移信号调理方法

摘要

本发明涉及一种磁轴承用位移传感器位移信号调理方法，通过磁轴承控制系统控制功放给AX、BX磁轴承线圈施加正弦电流，给AY、BY磁轴承线圈施加余弦电流，改变正弦电流和余弦电流的幅值和频率，从而实现磁轴承驱动转子沿机械保护轴承无间隙滑行，获得位移传感器的输出峰峰值，根据要求进行位移传感器输出调理。该方法操作简单，容易实现，给位移传感器信号调零调偏带来了极大的便利，并且提高了位移传感器信号调理的精度和效率。

主权项

一种磁轴承用位移传感器位移信号调理方法，其特征在于：通过如下步骤实现：(1)在磁轴承控制系统开环状态下，通过控制器采用PWM调宽，控制功率放大器分别给转子A、B两端X轴方向磁轴承线圈AX、BX施加正弦电流，给转子A、B两端Y方向磁轴承线圈AY、BY施加余弦电流，如下式所示：I_AX＝I_msinωtI_AY＝I_mcosωtI_BX＝I_msinωtI_BY＝I_mcosωt其中，t为时间；I_AX为控制功放给AX轴承线圈施加正弦激励电流，I_AY为控制功放给AY轴承线圈施加余弦激励电流，I_BX为控制功放给BX轴承线圈施加正弦激励电流，I_BY为控制功放给BY轴承线圈施加余弦激励电流，I_m为激励电流的幅值，ω为控制功放给轴承线圈施加电流的频率，I_AX、I_AY、I_BX、I_BY的大小和频率都可调；按照同一比例系数改变各脉冲的宽度，能够调节正余弦电流的幅值I_m；正余弦电流的频率ω由磁轴承控制系统程序给定，A、B两端磁轴承需要同步驱动，否则位移传感器将检测不到最大位移边界；(2)在X、Y方向激励电流共同驱动下，电机转子沿机械保护轴承内圆周无间隙滑行，所得开环状态下位移传感器的输出波形为连续周期信号，确定位移传感器输出信号U_S在一个周期内的最大值V_max和最小值V_min之差的值为峰峰值U_pp，如下式所示：U_pp＝V_max‑V_min；(3)将位移传感器输出U_S接入电压跟随器，电压跟随器的输出U_f接入反相求和放大器输入端，再通过偏置电路加入偏置电压U_b，接入反相求和放大器的输入端，将位移传感器输出信号调理到0～3V范围内，反相求和放大器输出U_d接入低通滤波电路抑制高频干扰信号，最后输出调理后的信号U_out，如下式所示：U_b＝k_rU_rU_out＝k_fU_s+k_bU_bU_opp＝k_fU_pp其中，U_opp为调理后输出信号的峰峰值，U_r为参考电压(根据调理要求选择)，k_r为偏置电压比例系数，k_f、k_b为反相求和放大器的比例系数，k_r、k_f、k_b的值可通过调节电阻改变。