一种高可靠储能飞轮磁轴承数字控制系统

摘要

本发明提供的一种高可靠储能飞轮磁轴承数字控制系统，是一种能够用来对磁悬浮储能飞轮的电磁轴承进行控制的装置，其主要包括接口电路、DSP系统、磁轴承控制功率模块、磁悬浮储能飞轮系统、传感器电路。DSP系统通过接口电路获取磁轴承转子位移信号、转速信号、磁轴承线圈电流等数据。DSP系统根据磁轴承转子位移信号、磁轴承线圈电流、转速信号，对电磁轴承进行主动控制。本发明实现了磁轴承数字控制器的集成化设计，使得磁悬浮储能飞轮系统控制器集成度大大提高，减小了体积和重量，并降低了控制器的功耗，提高了控制器的可靠性。

主权项

磁悬浮储能飞轮磁轴承数字控制装置，其特征在于包括接口电路(5)、通讯接口(13)、DSP系统(1)、磁轴承功率模块(2)、传感器电路(4)、磁悬浮储能飞轮系统(3)。其中接口电路(5)包括位移传感器接口电路(12)、磁轴承电流传感器接口电路(11)、转子位置信号接口电路(16)；磁轴承功率模块(2)包括磁轴承高速光电隔离电路(6)、磁轴承脉冲保护驱动电路(7)、磁轴承H桥换能电路(8)；磁悬浮储能飞轮系统(3)包括磁轴承线圈、磁轴承转子；传感器电路(4)包括磁轴承电流传感器(9)、转子位移传感器(10)和磁悬浮转子位置传感器(15)。传感器电路(4)分别获取磁轴承转子位移信号、飞轮转速信号、磁轴承线圈电流信号；接口电路(5)接收传感器电路(4)检测的磁轴承转子位移信号、飞轮转速信号、磁轴承线圈电流信号将这些信号进行滤波与放缩处理并将处理后的信号传输给DSP系统(1)，DSP系统(1)接收经接口电路(5)处理后的磁轴承转子位移信号、飞轮转速信号、磁轴承线圈电流信号进行电磁轴承的主动控制。其中磁轴承线圈(9)的电流、磁悬浮储能飞轮系统(3)转子位置与磁轴承转子位移信号，用于实现对电磁轴承的主动控制。DSP系统(1)根据磁轴承线圈(9)的电流、磁悬浮储能飞轮系统(3)转子位置与磁轴承转子位移信号，通过控制算法生成转子悬浮控制量并将其进行PWM调制，再将调制完成的磁轴承PWM信号直接经过磁轴承高速光电隔离电路(6)、磁轴承脉冲驱动保护电路(7)传送给磁轴承全桥式换能电路(8)，生成磁轴承线圈所需的控制电流。控制系统中转子位置传感器(15)用于获得磁悬浮储能飞轮的转速信号，转子位移传感器(10)用于获得磁悬浮储能飞轮转子的悬浮位置信号。