CN105841598A - 一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法 - Google Patents

一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法 Download PDF

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CN105841598A CN201610350626.4A CN201610350626A CN105841598A CN 105841598 A CN105841598 A CN 105841598A CN 201610350626 A CN201610350626 A CN 201610350626A CN 105841598 A CN105841598 A CN 105841598A
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田希晖
王志强
郑领博
李光军
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness

Abstract

一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法。一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,径向磁轴承不设单独的位移传感器,而把径向磁轴承定子铁芯作为传感器铁芯,直接在每个磁极上与磁轴承线圈一起并绕一只线圈制成径向传感器探头,所述的径向传感器探头分别为位移传感器探头S1、位移传感器探头S2、位移传感器探头S3、位移传感器探头S4、位移传感器探头S5、位移传感器探头S6、位移传感器探头S7、位移传感器探头S8。本发明用于差动配置的径向和轴向磁轴承。

Description

一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法
技术领域
本发明涉及 一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法
背景技术
磁轴承具有无机械摩擦和磨损、不需要润滑和维护、允许转子高速旋转等优点。磁悬浮轴承系统中,为了对磁轴承进行主动控制,以实现转子的稳定悬浮,必须给控制系统提供转子准确的位置信息。目前一般通过单独配置的非接触式的位移传感器或采用自传感磁轴承技术来获得所需要的转子位置信息。如果采用单独配置的位移传感器,会使磁悬浮轴承的轴向尺寸变大.降低系统的动态性能。由于结构的限制,传感器不能装在磁浮轴承的中间,带来的测量位移与转子位移不同位问题,使系统的控制方程相互耦合,提高了系统的控制器设计难度,降低了控制系统稳定性,加上单独传感器的价格也较高,这些都大大限制了磁悬浮轴承的工业应用。自传感器磁轴承系统中转子位移是根据电磁铁线圈上的电流或电压信号得到的,因不需要位移传感器,磁悬浮轴承转子的轴向尺寸变小,系统的动态性能得到了提高,克服了传感器带来的测量位移与转子位移不同位的问题,特别适合在高速场合运行,降低了磁轴承的总体成本价格。但是,磁轴承自传感技术具有需要大的电流纹波,抗干扰能力差等问题,距离大规模商业应用还有一系列技术障碍需要跨越
发明内容
本发明的目的是提供一种能够对磁悬浮转子的位移进行检测,减小系统的体积、重量,降低成本,提高控制稳定性的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,径向磁轴承不设单独的位移传感器,而把径向磁轴承定子铁芯作为传感器铁芯,直接在每个磁极上与磁轴承线圈一起并绕一只线圈制成径向传感器探头,所述的径向传感器探头分别为位移传感器探头 S1 、位移传感器探头 S2 、位移传感器探头 S3 、位移传感器探头 S4 、位移传感器探头 S5 、位移传感器探头 S6 、位移传感器探头 S7 、位移传感器探头 S8
所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的径向传感器探头的第 1 位移传感器探头 S1 和第 5 位移传感器探头 S5 、或第 4 位移传感器探头 S4 和第 6 位移传感器探头 S6 、或将第 1 位移传感器探头 S1 和第 2 位移传感器探头 S2 串联或并联与第 5 位移传感器探头 S5 和第 6 位移传感器探头 S6 对应串联或并联后,沿 X 轴方向组成一对,分别位于 X 轴的两个方向成 180 °角,构成 X 轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现 X 方向磁轴承转子位移的差动测量。
所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的径向传感器探头的第 3 位移传感器探头 S3 和第 7 位移传感器探头 S7 、或第 4 位移传感器探头 S4 和第 8 位移传感器探头 S8 、或将第 3 位移传感器探头 S3 和第 4 位移传感器探头 S4 串联或并联与第 7 位移传感器探头 S7 和第 8 位移传感器探头 S8 对应串联或并联后,沿 Y 轴方向组成一对,分别位于 Y 轴的两个方向成 180 °角,构成 Y 轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现 Y 方向磁轴承转子位移的差动测量。
所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的径向传感器探头的第 1 位移传感器探头 S1 和第 2 位移传感器探头 S2 分别作为初级线圈和次级线圈,与第 5 位移传感器探头 S5 和第 6 位移传感器探头 S6 分别作为初级线圈和次级线圈,沿 X 轴方向组成一对,分别位于 X 轴的两个方向成 180 °角,构成 X 轴的差动变压器式位移传感器,实现 X 方向磁轴承转子位移的差动测量。
所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的径向传感器探头的第 3 位移传感器探头 S3 和第 4 位移传感器探头 S4 分别作为初级线圈和次级线圈,与第 7 位移传感器探头 S7 和第 8 位移传感器探头 S8 分别作为初级线圈和次级线圈,沿 Y 轴方向组成一对,分别位于 Y 轴的两个方向成 180 °角,构成 Y 轴的差动变压器式位移传感器,实现 Y 方向磁轴承转子位移的差动测量。
所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的轴向磁轴承不设单独的位移传感器,而分别把两个轴向差动磁轴承定子铁芯作为传感器铁芯,直接与磁轴承线圈一起分别并绕 2 只线圈制成轴向传感器探头,所述的轴向传感器探头分别为位移传感器探头 S9 、位移传感器探头 S10 、位移传感器探头 S11 、位移传感器探头 S12
所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的轴向传感器探头的第 9 位移传感器探头 S9 和第 10 位移传感器探头 S10 任取其中一个或将位移传感器探头 S9 和位移传感器探头 S10 串联或将位移传感器探头 S9 和位移传感器探头 S10 并联、与第 11 位移传感器探头 S11 和第 12 位移传感器探头 S12 任意取一个或将位移传感器探头 S11 和位移传感器探头 S12 串联或将位移传感器探头 S11 和位移传感器探头 S12 并联,沿 Z 轴方向组成一对,分别位于 Z 轴的两个方向成 180 °角,构成 Z 轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现 Z 轴方向磁轴承转子位移的差动测量;或所述的轴向传感器探头的第 9 位移传感器探头 S9 和第 10 位移传感器探头 S10 分别作为初级线圈和次级线圈与第 11 位移传感器探头 S11 和第 12 位移传感器探头 S12 分别作为初级线圈和次级线圈,沿 Z 轴方向组成一对,分别位于 Z 轴的两个方向成 180 °角,构成 Z 轴的差动变压器式位移传感器,实现 Z 方向磁轴承转子位移的差动测量。
所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的径向磁轴承定子铁芯不是一个整体,而是采用分体设计,共分为 4 块, X 方向 2 块, Y 方向 2 块。
所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的变气隙式差动电感式位移传感器或差动变压器式位移传感器调制频率与磁轴承开关功放开关频率相差两倍以上。
所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的位移传感器探头 S1 、所述的位移传感器探头 S2 、所述的位移传感器探头 S3 、所述的位移传感器探头 S4 、所述的位移传感器探头 S5 、所述的位移传感器探头 S6 、所述的位移传感器探头 S7 、所述的位移传感器探头 S8 根据径向电磁铁结构配置的不同,对应配置为多级结构或单极结构。
有益效果:
1. 本发明通过直接在磁轴承执行器铁芯上与磁轴承线圈一起并绕传感线圈,采用交流电桥或差动变压器测量电路,构成变气隙式差动电感式位移传感器或差动变压器位移传感器,保证了执行器和传感器位置重合。
2. 本发明通过选择磁轴承构型与激励方式,改变传感器调制频率以及滤波电路,解决了传感器磁路耦合以及磁轴承对传感器的干扰问题。
3. 本发明适用于所有差动配置的不同结构形式的径向和轴向磁轴承,适用范围广;能够实现测量信号和实际转子位移信号的高精度同位测量。
4. 本发明解决了现有磁轴位移传感器轴向体积大、传感器 / 执行器不重合的不足,以及磁轴承自传感实现技术难度大,抗干扰能力差的问题。
5. 本发明能够对系统轴向尺寸、传感器的体积、重量等方面有严格要求的磁轴承转子系统位移检测,如磁悬浮储能飞轮、磁悬浮电机等,检测结果准确。
6. 本发明无需单独配置的位移传感器,减小了磁悬浮轴承的轴向尺寸,能够提高系统的动态性能,降低系统成本。
7. 本发明的传感器和磁轴承执行器一体化设计,二者位置完全重合,实现了测量位移与转子位移同位,降低了磁轴承控制系统设计难度,提高了磁轴承控制系统稳定性和鲁棒性。
8. 本发明的径向、轴向全部实现位移的差动测量,提高了传感器的线性度和温度稳定性。
9. 本发明的传感器和磁轴承执行器一体化设计,提高了系统的集成度和装配精度,减轻了重量,减小了体积。
10. 本发明采用成熟的电感式位移传感器测量电路,测量精度高,抗干扰能力强。
11. 本发明能够测量磁轴承中心处转子实际位置与给定位置之间的位移偏差,实现了对磁轴承转子的稳定控制。
12. 本发明通过在磁轴承执行器定子铁芯每个磁极上与磁轴承线圈一起并绕一只传感线圈,采用交流电桥或差动变压器实现无接触位移测量;通过选择磁轴承构型与激励方式,改变传感器调制频率以及滤波电路,解决了传感器磁路耦合以及磁轴承对传感器的干扰问题。
13. 本发明克服了传统主动磁轴承执行器与位移传感器的非并置所带来的测量位移与转子位移不同位问题,位移检测信号即磁轴承中心位置。
14. 本发明能够减小磁悬浮转子系统轴向尺寸,提高系统模态,改善稳定性,提高控制精度。
附图说明:
附图 1 为本发明的多极结构径向磁轴承应用示意图;
附图 2 是附图 1 的侧视图。
附图 3 为本发明的单极结构径向磁轴承应用示意图;
附图 4 是附图 3 的侧视图。
附图 5 为本发明的轴向磁轴承应用配置示意图;
附图 6 为本发明的差动电感式位移传感器测量电路示意图;
附图 7 为本发明的差动变压器位移传感器测量电路示意图。
具体实施方式:
实施例 1
一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,径向磁轴承不设单独的位移传感器,而把径向磁轴承定子铁芯作为传感器铁芯,直接在每个磁极上与磁轴承线圈一起并绕一只线圈制成径向传感器探头,所述的径向传感器探头分别为位移传感器探头 S1 、位移传感器探头 S2 、位移传感器探头 S3 、位移传感器探头 S4 、位移传感器探头 S5 、位移传感器探头 S6 、位移传感器探头 S7 、位移传感器探头 S8
实施例 2
实施例 1 所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是 : 所述的径向传感器探头的第 1 位移传感器探头 S1 和第 5 位移传感器探头 S5 、或第 4 位移传感器探头 S4 和第 6 位移传感器探头 S6 、或将第 1 位移传感器探头 S1 和第 2 位移传感器探头 S2 串联或并联与第 5 位移传感器探头 S5 和第 6 位移传感器探头 S6 对应串联或并联后,沿 X 轴方向组成一对,分别位于 X 轴的两个方向成 180 °角,构成 X 轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现 X 方向磁轴承转子位移的差动测量。
实施例 3
实施例 1 所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的径向传感器探头的第 3 位移传感器探头 S3 和第 7 位移传感器探头 S7 、或第 4 位移传感器探头 S4 和第 8 位移传感器探头 S8 、或将第 3 位移传感器探头 S3 和第 4 位移传感器探头 S4 串联或并联与第 7 位移传感器探头 S7 和第 8 位移传感器探头 S8 对应串联或并联后,沿 Y 轴方向组成一对,分别位于 Y 轴的两个方向成 180 °角,构成 Y 轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现 Y 方向磁轴承转子位移的差动测量。
实施例 4
实施例 3 所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法, 所述的径向传感器探头的第 1 位移传感器探头 S1 和第 2 位移传感器探头 S2 分别作为初级线圈和次级线圈,与第 5 位移传感器探头 S5 和第 6 位移传感器探头 S6 分别作为初级线圈和次级线圈,沿 X 轴方向组成一对,分别位于 X 轴的两个方向成 180 °角,构成 X 轴的差动变压器式位移传感器,实现 X 方向磁轴承转子位移的差动测量。
实施例 5
实施例 1 所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的径向传感器探头的第 3 位移传感器探头 S3 和第 4 位移传感器探头 S4 分别作为初级线圈和次级线圈,与第 7 位移传感器探头 S7 和第 8 位移传感器探头 S8 分别作为初级线圈和次级线圈,沿 Y 轴方向组成一对,分别位于 Y 轴的两个方向成 180 °角,构成 Y 轴的差动变压器式位移传感器,实现 Y 方向磁轴承转子位移的差动测量。
实施例 6
实施例 1 所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的轴向磁轴承不设单独的位移传感器,而分别把两个轴向差动磁轴承定子铁芯作为传感器铁芯,直接与磁轴承线圈一起分别并绕 2 只线圈制成轴向传感器探头,所述的轴向传感器探头分别为位移传感器探头 S9 、位移传感器探头 S10 、位移传感器探头 S11 、位移传感器探头 S12
实施例 7
实施例 6 所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的轴向传感器探头的第 9 位移传感器探头 S9 和第 10 位移传感器探头 S10 任取其中一个或将位移传感器探头 S9 和位移传感器探头 S10 串联或将位移传感器探头 S9 和位移传感器探头 S10 并联、与第 11 位移传感器探头 S11 和第 12 位移传感器探头 S12 任意取一个或将位移传感器探头 S11 和位移传感器探头 S12 串联或将位移传感器探头 S11 和位移传感器探头 S12 并联,沿 Z 轴方向组成一对,分别位于 Z 轴的两个方向成 180 °角,构成 Z 轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现 Z 轴方向磁轴承转子位移的差动测量;或所述的轴向传感器探头的第 9 位移传感器探头 S9 和第 10 位移传感器探头 S10 分别作为初级线圈和次级线圈与第 11 位移传感器探头 S11 和第 12 位移传感器探头 S12 分别作为初级线圈和次级线圈,沿 Z 轴方向组成一对,分别位于 Z 轴的两个方向成 180 °角,构成 Z 轴的差动变压器式位移传感器,实现 Z 方向磁轴承转子位移的差动测量。
实施例 8
实施例 1 所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的径向磁轴承定子铁芯不是一个整体,而是采用分体设计,共分为 4 块, X 方向 2 块, Y 方向 2 块。
实施例 9
实施例 2 所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的变气隙式差动电感式位移传感器或差动变压器式位移传感器调制频率与磁轴承开关功放开关频率相差两倍以上。
实施例 10
实施例 1 所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,所述的位移传感器探头 S1 、所述的位移传感器探头 S2 、所述的位移传感器探头 S3 、所述的位移传感器探头 S4 、所述的位移传感器探头 S5 、所述的位移传感器探头 S6 、所述的位移传感器探头 S7 、所述的位移传感器探头 S8 根据径向电磁铁结构配置的不同,对应配置为多级结构或单极结构。
实施例 11
上述实施例 所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,根据径向电磁铁结构配置的不同,对应配置为多级结构或单极结构。多极结构径向磁轴承应用示意如附图 1 、附图 2 所示,单极结构径向磁轴承应用示意如附图 3 、附图 4 。附图 1 、附图 2 、附图 3 、附图 4 中磁轴承定子铁芯块 21 、磁轴承定子铁芯块 22 、磁轴承定子铁芯块 23 、磁轴承定子铁芯块 24 构成一端径向磁轴承定子铁芯,同时又作为位移传感器的铁芯,分体设计能够避免 X Y 两个方向的磁路耦合。磁轴承绕组 E1~ 磁轴承绕组 E8 8 个磁轴承绕组, 1 是转子。在每个磁极上与磁轴承线圈一起并绕一只线圈作为位移传感器探头 S1~ 位移传感器探头 S8 。径向传感器探头的第 1 位移传感器探头 S1 和第 5 位移传感器探头 S5 ,或第 4 位移传感器探头 S4 和第 6 位移传感器探头 S6 ,或将第 1 位移传感器探头 S1 和第 2 位移传感器探头 S2 串联或并联与第 5 位移传感器探头 S5 和第 6 位移传感器探头 S6 对应串联或并联后,沿 X 轴方向组成一对,分别位于 X 轴的两个方向成 180 °角,构成 X 轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现 X 方向磁轴承转子位移的差动测量。径向传感器探头的第 3 位移传感器探头 S3 和第 7 位移传感器探头 S7 ,或第 4 位移传感器探头 S4 和第 8 位移传感器探头 S8 ,或将第 3 位移传感器探头 S3 和第 4 位移传感器探头 S4 串联或并联与第 7 位移传感器探头 S7 和第 8 位移传感器探头 S8 对应串联或并联后,沿 Y 轴方向组成一对,分别位于 Y 轴的两个方向成 180 °角,构成 Y 轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现 Y 方向磁轴承转子位移的差动测量。或者径向传感器探头的第 1 位移传感器探头 S1 和第 2 位移传感器探头 S2 分别作为原边和副边,与第 5 位移传感器探头 S5 和第 6 位移传感器探头 S6 分别作为原边和副边,沿 X 轴方向组成一对,分别位于 X 轴的两个方向成 180 °角,构成 X 轴的差动变压器式位移传感器,实现 X 方向磁轴承转子位移的差动测量。径向传感器探头的第 3 位移传感器探头 S3 和第 4 位移传感器探头 S4 分别作为初级线圈和次级线圈,与第 7 位移传感器探头 S7 和第 8 位移传感器探头 S8 分别作为初级线圈和次级线圈,沿 Y 轴方向组成一对,分别位于 Y 轴的两个方向成 180 °角,构成 Y 轴的差动变压器式位移传感器,实现 Y 方向磁轴承转子位移的差动测量。
附图 5 为本发明的轴向磁轴承应用的配置示意图。轴向磁轴承不设单独的位移传感器,而分别把两个轴向差动磁轴承定子铁芯作为传感器铁芯,直接与磁轴承线圈一起分别并绕 2 只线圈作为位移传感器探头 S9~ 位移传感器探头 S12 。轴向传感器探头的第 9 位移传感器探头 S9 和第 10 位移传感器探头 S10 任取其中一个(或将其串联或并联使用),与第 11 位移传感器探头 S11 和第 12 位移传感器探头 S12 任意取一个(或将其串联或并联使用),沿 Z 轴方向组成一对,分别位于 Z 轴的两个方向成 180 °角,构成 Z 轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现 Z 轴方向磁轴承转子位移的差动测量。或者轴向传感器探头的第 9 位移传感器探头 S9 和第 10 位移传感器探头 S10 分别作为初级线圈和次级线圈,与第 11 位移传感器探头 S11 和第 12 位移传感器探头 S12 分别作为初级线圈和次级线圈,沿 Z 轴方向组成一对,分别位于 Z 轴的两个方向成 180 °角,构成 Z 轴的差动变压器式位移传感器,实现 Z 方向磁轴承转子位移的差动测量。一端轴向磁轴承定子铁芯为 31 、差动配置的另一端轴向磁轴承定子铁芯为 32
如附图 6 ,变气隙式差动电感式位移传感器测量电路采用半桥式交流电桥结构, L+ 为某一测量方向上沿坐标轴正方向一对磁极上的两只线圈其中的一只,或两只线圈的串联,或两只线圈的并联。 L- 为与 L+ 同一测量方向上沿坐标轴负方向一对磁极上的两只线圈其中的一只,或两只线圈的串联,或两只线圈的并联。 L- L+ 组成半桥式交流电桥的两个桥臂。当转子轴偏离中间位置时,两边气隙不等,电桥失衡,便有电压 Vo 输出。 Vo 的大小及相位取决于轴的位移大小和方向。
附图 7 为差动变压器接法的位移传感器测量电路,某一测量方向上沿坐标轴正方向一对磁极上的两只线圈分别作为初级线圈和次级线圈,该测量方向上沿坐标轴负方向一对磁极上的两只线圈对应作为初级线圈和次级线圈。两个初级线圈并联后接入励磁电压。当转子轴偏离中间位置时,两边气隙不等,次级线圈中感应的电势不再相等,便有电压 Vo 输出。 Vo 的大小及相位取决于轴的位移大小和方向。
附图 6 和附图 7 信号处理电路均采用高性能的单片式线位移差动变压器 (LVDT) 信号调节芯片 AD598 ,它内部集成了激励信号发生器、信号解调、放大、温度补偿等电路。激励信号发生器频率,即交流电桥和差动变压器的调制频率需与磁轴承开关功放开关频率相差两倍以上,以避开磁轴承开关功放的干扰,关于 AD598 的详细说明见芯片相关技术手册

Claims (10)

1. 一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是: 径向磁轴承不设单独的位移传感器,而把径向磁轴承定子铁芯作为传感器铁芯,直接在每个磁极上与磁轴承线圈一起并绕一只线圈制成径向传感器探头,所述的径向传感器探头分别为位移传感器探头S1、位移传感器探头S2、位移传感器探头S3、位移传感器探头S4、位移传感器探头S5、位移传感器探头S6、位移传感器探头S7、位移传感器探头S8。
2. 根据权利要求1所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是: 所述的径向传感器探头的第1位移传感器探头S1和第5位移传感器探头S5、或第4位移传感器探头S4和第6位移传感器探头S6、或将第1位移传感器探头S1和第2位移传感器探头S2串联或并联与第5位移传感器探头S5和第6位移传感器探头S6对应串联或并联后,沿X轴方向组成一对,分别位于X轴的两个方向成180°角,构成X轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现X方向磁轴承转子位移的差动测量。
3. 根据权利要求1所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是: 所述的径向传感器探头的第3位移传感器探头S3和第7位移传感器探头S7、或第4位移传感器探头S4和第8位移传感器探头S8、或将第3位移传感器探头S3和第4位移传感器探头S4串联或并联与第7位移传感器探头S7和第8位移传感器探头S8对应串联或并联后,沿Y轴方向组成一对,分别位于Y轴的两个方向成180°角,构成Y轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现Y方向磁轴承转子位移的差动测量。
4. 根据权利要求3所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是: 所述的径向传感器探头的第1位移传感器探头S1和第2位移传感器探头S2分别作为初级线圈和次级线圈,与第5位移传感器探头S5和第6位移传感器探头S6分别作为初级线圈和次级线圈,沿X轴方向组成一对,分别位于X轴的两个方向成180°角,构成X轴的差动变压器式位移传感器,实现X方向磁轴承转子位移的差动测量。
5. 根据权利要求1所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是: 所述的径向传感器探头的第3位移传感器探头S3和第4位移传感器探头S4分别作为初级线圈和次级线圈,与第7位移传感器探头S7和第8位移传感器探头S8分别作为初级线圈和次级线圈,沿Y轴方向组成一对,分别位于Y轴的两个方向成180°角,构成Y轴的差动变压器式位移传感器,实现Y方向磁轴承转子位移的差动测量。
6. 根据权利要求1所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是: 所述的轴向磁轴承不设单独的位移传感器,而分别把两个轴向差动磁轴承定子铁芯作为传感器铁芯,直接与磁轴承线圈一起分别并绕2只线圈制成轴向传感器探头,所述的轴向传感器探头分别为位移传感器探头S9、位移传感器探头S10、位移传感器探头S11、位移传感器探头S12。
7. 根据权利要求6所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是: 所述的轴向传感器探头的第9位移传感器探头S9和第10位移传感器探头S10任取其中一个或将位移传感器探头S9和位移传感器探头S10串联或将位移传感器探头S9和位移传感器探头S10并联、与第11位移传感器探头S11和第12位移传感器探头S12任意取一个或将位移传感器探头S11和位移传感器探头S12串联或将位移传感器探头S11和位移传感器探头S12并联,沿Z轴方向组成一对,分别位于Z轴的两个方向成180°角,构成Z轴的变气隙式差动电感式位移传感器,实现Z轴方向磁轴承转子位移的差动测量;或所述的轴向传感器探头的第9位移传感器探头S9和第10位移传感器探头S10分别作为初级线圈和次级线圈与第11位移传感器探头S11和第12位移传感器探头S12分别作为初级线圈和次级线圈,沿Z轴方向组成一对,分别位于Z轴的两个方向成180°角,构成Z轴的差动变压器式位移传感器,实现Z方向磁轴承转子位移的差动测量。
8. 根据权利要求1所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是: 所述的径向磁轴承定子铁芯不是一个整体,而是采用分体设计,共分为4块, X方向2块,Y方向2块。
9. 根据权利要求2所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是:所述的变气隙式差动电感式位移传感器或差动变压器式位移传感器调制频率与磁轴承开关功放开关频率相差两倍以上。
10. 根据权利要求1所述的一种执行器传感器一体化磁轴承位移测量方法,其特征是:所述的位移传感器探头S1、所述的位移传感器探头S2、所述的位移传感器探头S3、所述的位移传感器探头S4、所述的位移传感器探头S5、所述的位移传感器探头S6、所述的位移传感器探头S7、所述的位移传感器探头S8根据径向电磁铁结构配置的不同,对应配置为多级结构或单极结构。
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