一种磁悬浮旋转装置

摘要

本实用新型公开了一种磁悬浮旋转装置，所述磁悬浮旋转装置的旋转驱动装置采用盘式永磁无刷电机驱动，悬浮控制电路采用比例微分控制器，功率放大电路采用由集成电路组成的H桥开关功放，悬浮控制采用差动控制方式。本磁悬浮旋转装置悬浮更加稳定，控制电路简单，功耗小，旋转驱动可以自由变化方向和转速。本磁悬浮旋转装置的设计可以更好地满足教育科研单位作为教学，科研和演示的需要，激发相关专业的学生的学兴趣，也可以作为磁悬浮科技的展览以及产品广告宣传的需要。

主权项

1.一种磁悬浮旋转装置，包括支架以及固定于所述支架上的电磁铁，悬浮物，旋转驱动装置和悬浮控制系统，其特征在于：所述支架由四根立柱(4)，上隔板(1)，中隔板(6)和下隔板(11)组成，所述立柱(4)为螺杆，所述上隔板(1)，中隔板(6)和下隔板(11)分别由螺母(2)固定于立柱(4)上，上隔板(1)的中心固定有上电磁铁(L1)，下隔板(11)的中心固定有下电磁铁(L2)，上电磁铁(L1)的下面固定有霍尔传感器(J)；所述悬浮物包括转轴(5)以及分别固定于转轴(5)两端的上永久磁铁(3)和下永久磁铁(10)，还包括套接于转轴中部的转盘(9)；所述旋转驱动装置包括盘式永磁无刷电机和电机驱动电路，所述盘式永磁无刷电机包括固定于中隔板(6)下面的六个定子线圈(7)以及固定于转盘(9)上面的四个转子磁极(8)，还包括三个位置传感器12；所述六个定子线圈(7)绕圆周以均匀间距分别粘贴在中隔板(6)的中央，四个转子磁极(8)也是绕相同大小的圆周以均匀间距固定在转盘(9)的中央，所述三个位置传感器(12)分别布置于相邻的三个线圈的中央，所述定子线圈(7)与电机驱动电路相连；所述悬浮控制系统包括：霍尔传感器(J)，比例微分控制器，脉宽调制器，反相器(NOT)，第一开关功放和第二开关功放以及上电磁铁(L1)和下电磁铁(L2)，所述比例微分控制器包括比例电路、微分电路和加法器；所述比例电路由放大器(A1)，可调电阻(R1，R2)，电阻(R3)组成；微分电路由放大器(A3)，可调电阻(R4，R5)，电解电容(C1)，电阻(R6)组成；加法器由放大器(A2)，电阻(R7，R8，R9，R10)组成；所述脉宽调制器由集成块SG3503，电阻(R11，R12，R13)和电容(C2)组成；所述第一开关功放由集成块LMD18201，电解电容(C3)，电容(C4)，发光二极管(LED)和电阻(R14)组成；所述第二开关功放的电路组成和第一开关功放相同；所述悬浮控制系统的电路连接关系为：霍尔传感器(J)的第3脚一路经可调电阻(R2)接放大器(A1)的反相端，另一路分别经可调电阻(R4)接放大器(A3)的反相端，电解电容(C1)的正极和负极分别接霍尔传感器(J)的第3脚和放大器(A3)的反相端，可调电阻(R1)的两端分别接放大器(A1)的反相端和输出端，可调电阻(R5)的两端分别接放大器(A3)的反相端和输出端，放大器(A1)的同相端经电阻(R3)接地，放大器(A3)的同相端经电阻(R6)接地，放大器(A1)的输出端和放大器(A3)的输出端分别经电阻(R7)和电阻(R9)接放大器(A2)的反相端，电阻(R8)跨接在放大器(A2)的输出端和反相端之间，放大器(A2)的同相端经电阻(R10)接地；放大器(A2)的输出端和集成块SG3503的第2脚相连，集成块SG3503的第1脚和第9脚、第3脚和第4脚分别短接，第15脚接+15V电源并分别经电阻(R12)和电阻(R13)接第13脚和第12脚，第6脚和第7脚分别经电阻(R11)和电容(C2)接地，第16脚接霍尔传感器(J)的第1脚；第一开关功放的集成块LMD18201的第5脚接集成块SG3503的第11脚，第3脚接集成块SG3503的第16脚；第4脚、第7脚和第8脚均接地，第6脚接+30V电源并且经电解电容(C3)和电容(C4)接地，其中电解电容(C3)的正极接第6脚，集成块LMD18201的第9脚接发光二极管(LED)的负极，电阻(R14)的两端分别接发光二极管(LED)的正极和集成块SG3503的第16脚，集成块LMD18201的第2脚和第10脚分别接电磁铁(L1)的两端；第二开关功放的第2脚和第10脚分别接电磁铁L2的两端，反相器(NOT)的输入端接集成块SG3503的第11脚，反相器(NOT)的输出端接第二开关功放的集成块LMD18201的第5脚。