基于矩阵变换器的交流磁轴承电主轴运行控制装置

摘要

本实用新型公开一种基于矩阵变换器的交流磁轴承电主轴运行控制装置，由三相调压器接三相市电作为三相输入电源，其后接三相LC滤波器与两个矩阵变换器构成三相输入，两个矩阵变换器的输出分别驱动五自由度交流磁轴承电主轴中两个径向三极磁轴承，轴向磁轴承由直流电源接开关功率放大器驱动控制，矩阵变换器与开关功率放大器由驱动控制器控制，使电主轴的转轴实现五自由度悬浮；采用矩阵变换器对电能直接进行变换，增加了可靠性；把径向三极磁轴承的三相输入电压分为12个相区，使每个输入相在整个周期内都参与调制，改善了输入电流波形，减小了输入侧电流谐波。

主权项

一种基于矩阵变换器的交流磁轴承电主轴运行控制装置，包括三相调压器（1）、三相LC滤波器（2）以及驱动控制器（7），三相调压器（1）的输出连接三相LC滤波器（2），其特征是：三相LC滤波器（2）的输出分别连接驱动控制器（7）以及两个矩阵变换器（3、4），驱动控制器（7）的输出分别连接开关功率放大器（8）和两个矩阵变换器（3、4）；两个矩阵变换器（3、4）的输出均经霍尔电流传感器（5）后连接五自由度交流磁轴承电主轴（6），霍尔电流传感器（5）的输出连接驱动控制器（7）的输入；检测五自由度交流磁轴承电主轴（6）的两个径向三极磁轴承径向位移信息的电涡流位移传感器以及检测一个轴向磁轴承轴向位移信息的电涡流位移传感器的输出端均连接驱动控制器（7）的输入端；开关功率放大器（8）接直流电源（9）并驱动轴向磁轴承；驱动控制器（7）包括输入电量检测模块（71）、信号调理电路（72）、轴向控制模块（75）以及两个结构一样的径向运算处理模块（73、74），输入电量检测模块（71）的输入接三相LC滤波器（2）的输出，输入电量检测模块（71）的输出接信号调理电路（72），信号调理电路（72）的输出分别连接轴向控制模块（75）以及两个径向运算处理模块（73、74），第一径向运算处理模块（73）的输出接第一矩阵变换器（3），第二径向运算处理模块（74）的输出接第二矩阵变换器（4），轴向控制模块（75）的输出接开关功率放大器（8）。