CN114301363A - 一种磁悬浮谐振抑制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磁悬浮谐振抑制系统及方法,其系统包括:位置检测模块,用于实时检测悬浮轴的径向位置;MCU,与所述位置检测模块连接,用于根据所述悬浮轴的径向位置计算所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度;阻尼器,与所述MCU连接,所述MCU根据所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制所述阻尼器产生相应大小的斥力抑制所述悬浮轴的偏移。该方案能够使阻尼器通过电涡流效应产生一个涡流力去抑制悬浮轴的振动,从而保证磁悬浮系统的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮技术领域,尤指一种磁悬浮谐振抑制系统及方法。
背景技术
磁悬浮按照控制方式分为主动式和被动式磁悬浮系统。在被动式磁悬浮系统中,悬浮轴在悬浮状态等效为一个弹簧系统,此弹簧系统在高速运行时会存在谐振问题,当出现扰动时会导致悬浮轴以固有的谐振频率进行振动,此振动会导致悬浮轴的运行不稳定,进而使磁悬浮系统的不稳定性。因此,为了保证悬浮轴以及磁悬浮系统的稳定,需要对谐振进行抑制。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁悬浮谐振抑制系统及方法,解决现有技术中悬浮轴在高速运行时会产生谐振,导致悬浮轴以及磁悬浮系统不稳定的问题。
本发明提供的技术方案如下:
本发明提供一种磁悬浮谐振抑制系统,包括:
位置检测模块,用于实时检测悬浮轴的径向位置;
MCU,与所述位置检测模块连接,用于根据所述悬浮轴的径向位置计算所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度;
阻尼器,与所述MCU连接,所述MCU根据所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制所述阻尼器产生相应大小的斥力抑制所述悬浮轴的偏移。
通过位置检测模块实时检测悬浮轴的径向位置,并与悬浮轴的标准轴心位置进行比较,能够计算出悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度,MCU根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制阻尼器产生相应大小、方向的斥力,能够抑制悬浮轴的偏移,从而保证悬浮轴以及磁悬浮系统的稳定。
在一些实施方式中,所述位置检测模块的数量为至少两个,所述MCU根据各个所述位置检测模块采集的径向位置计算所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度;所述阻尼器的数量为至少三个;
所述MCU获取各个所述阻尼器的位置以及各个所述阻尼器产生斥力的方向;
所述MCU根据所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度计算抑制所述悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向;
所述MCU根据各个所述阻尼器产生斥力的方向,以及抑制所述悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向,选取用于进行抑制所述悬浮轴当前偏移的一个或多个所述阻尼器,并计算选取的各个所述阻尼器所需产生的斥力大小;
所述MCU控制选取的各个所述阻尼器产生相应大小的斥力抑制所述悬浮轴的当前偏移。
为了精准的计算悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度,位置检测模块的数量应为至少两个;同时,为了保证能够从各个方向产生斥力对悬浮轴的振动进行抑制,阻尼器的数量应至少为三个;另外,为了避免计算和控制逻辑较复杂,在实际操作时,相邻的位置检测模块与悬浮轴标准轴心的连线夹角可以设置为90°,阻尼器可以设置为均匀分布,并关于悬浮轴的标准轴心呈中心对称。
在选择阻尼器和计算斥力大小前,MCU需要先获取各个阻尼器的位置以及各个阻尼器产生斥力的方向;当悬浮轴振动偏移时,MCU根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度计算能够抑制悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向,再根据各个阻尼器产生斥力的方向,选取用于进行抑制悬浮轴当前偏移的一个或多个阻尼器,并根据力的分解,计算选取的各个阻尼器所需产生的斥力大小,从而使得MCU能够控制选取的各个阻尼器产生相应大小的斥力抑制悬浮轴的当前偏移,实现悬浮轴的稳定。
在一些实施方式中,所述位置检测模块的数量为两个,且两个所述位置检测模块与所述悬浮轴的标准轴心的连线垂直设置;
所述阻尼器的数量为四个,四个所述阻尼器环绕所述悬浮轴的标准轴心均匀分布。
优选的,位置检测模块的数量为两个,且两个位置检测模块与悬浮轴的标准轴心的连线垂直设置,使得两个位置检测模块能够相互配合,以便更精准的检测出悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度。进一步优选的,阻尼器的数量为四个,四个阻尼器环绕悬浮轴的标准轴心均匀分布,能够更简单、方便的控制一个或两个阻尼器实现振动的抑制。
在一些实施方式中,所述位置检测模块为电涡流传感器,
所述电涡流传感器通过电涡流线圈采集所述悬浮轴的位置信号,并依次通过差分放大电路、乘法电路以及低通滤波电路将所述位置信号传递至所述MCU。
在一些实施方式中,所述MCU通过阻尼驱动电路与所述阻尼器的驱动线圈连接,
所述MCU根据各所述阻尼器所需产生的相应大小的斥力计算对应的所述阻尼驱动电路所需产生的交变电流,并将所述交变电流发送至对应的所述驱动线圈,使所述驱动线圈通过电涡流效应产生相应大小的斥力。
在一些实施方式中,所述交变电流为高频电流信号。
在一些实施方式中,还包括:PCB板,所述PCB板的中央设置有用于所述悬浮轴穿过的通孔;
所述电涡流传感器设置在所述PCB板的一侧,并环绕所述通孔设置,所述阻尼器设置在所述PCB板的另一侧,并环绕所述通孔设置。
由于电涡流传感器和阻尼器均采用电涡流效应,当给阻尼器一个交变电流时,此交变电流在空间产生交变磁场,此磁场会对电涡流传感器的检测产生干扰,若将电涡流传感器和阻尼器放在同一侧,即使增强电涡流传感器的抗干扰能力,也不能完全抑制所有干扰。因此本方案将阻尼器和传感器放在电路板不同侧,由于阻尼器产生的磁场随距离衰减非常快,通过这种空间上的远离,可以很简单、低成本的实现干扰的隔离。
在一些实施方式中,所述PCB板的表面铺设有铜箔层,用于防电场干扰;和/或
所述PCB板的表面铺设有钢箔层,用于防磁场干扰。
另外,本发明还提供一种磁悬浮谐振抑制方法,包括步骤:
实时检测悬浮轴的径向位置;
根据所述悬浮轴的径向位置计算所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度;
根据所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制阻尼器产生相应大小的斥力抑制所述悬浮轴的偏移。
通过实时检测悬浮轴的径向位置,并与悬浮轴的标准轴心位置进行比较,能够计算出悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度,根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制阻尼器产生相应大小、方向的斥力,能够抑制悬浮轴的偏移,从而保证悬浮轴以及磁悬浮系统的稳定。
在一些实施方式中,还包括:
获取各个所述阻尼器的位置以及各个所述阻尼器产生斥力的方向;
根据所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度计算抑制所述悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向;
根据各个所述阻尼器产生斥力的方向,以及抑制所述悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向选取用于进行抑制所述悬浮轴当前偏移的一个或多个所述阻尼器,并计算选取的各个所述阻尼器所需产生的斥力大小;
控制选取的各个所述阻尼器产生相应大小的斥力抑制所述悬浮轴的当前偏移。
根据本发明提供的一种磁悬浮谐振抑制系统及方法,至少具有以下有益效果:
(1)通过位置检测模块实时检测悬浮轴的径向位置,并与悬浮轴的标准轴心位置进行比较,能够计算出悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度,MCU根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制阻尼器产生相应大小、方向的斥力,能够抑制悬浮轴的偏移,从而保证悬浮轴以及磁悬浮系统的稳定;
(2)由于阻尼器产生的磁场随距离衰减非常快,通过将阻尼器和传感器放在电路板的不同侧,可以很简单、低成本的实现干扰的隔离。
附图说明
下面将以明确易懂的方式,结合附图说明优选实施方式,对本方案的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明实施例的整体结构示意图;
图2是本发明实施例中的悬浮轴谐振示意图;
图3是本发明实施例的电涡流传感器信号处理示意图;
图4是本发明实施例的阻尼器驱动示意图;
图5是本发明实施例的一种交变电流生成电路示意图;
图6是本发明实施例的另一种交变电流生成电路示意图;
图7是本发明实施例的整体流程示意图;
图8是本发明实施例的另一流程示意图。
图中标号:1-位置检测模块;2-阻尼器;3-PCB板。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。
在一个实施例中,参考说明书附图图1,本发明提供一种磁悬浮谐振抑制系统,包括位置检测模块1、MCU和阻尼器2。
位置检测模块1用于实时检测磁悬浮系统中的悬浮轴的径向位置,位置检测模块1可以为电涡流传感器、红外线传感器、超声波传感器等,在此不做限制。
MCU与位置检测模块1连接,用于根据悬浮轴的径向位置计算悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度。在磁悬浮系统中,当系统稳定时,悬浮轴的轴心位置固定,而当悬浮轴振动偏移时,系统便不再稳定,通过位置检测模块1实时检测磁悬浮系统中的悬浮轴的径向位置,并与悬浮轴的标准轴心位置进行比较,能够计算出悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度。
阻尼器2,与MCU连接,MCU根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制阻尼器2产生相应大小的斥力抑制悬浮轴的偏移。
如图2所示,在被动式磁悬浮系统中,悬浮轴在悬浮状态等效为一个弹簧系统,此弹簧系统在高速运行时会存在谐振问题,当出现扰动时会导致悬浮轴以固有的谐振频率进行振动,即悬浮轴的位置发生偏移;通过给阻尼器2的阻尼头的线圈通一个交流电,此交流电在悬浮轴上会产生电涡流效应,利用电涡流产生的电磁力能够抑制悬浮轴的谐振。基于此,本方案在获得悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度,MCU可以控制阻尼器2产生相应大小的斥力,从而实现悬浮轴的偏移抑制。
通过位置检测模块1实时检测悬浮轴的径向位置,并与悬浮轴的标准轴心位置进行比较,能够计算出悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度,MCU根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制阻尼器2产生相应大小、方向的斥力,能够抑制悬浮轴的偏移,从而保证悬浮轴以及磁悬浮系统的稳定。
此外,在实际操作过程中,为了实现悬浮轴的谐振抑制,一般需要两套上述谐振抑制系统,分别放置在悬浮轴的头尾两端,通过这两套谐振抑制系统,实现对悬浮轴的谐振抑制。
在一个实施中,位置检测模块1的数量为至少两个,MCU根据各个位置检测模块1采集的径向位置计算悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度;阻尼器2的数量为至少三个,各个阻尼器2均匀分布,并关于悬浮轴的标准轴心呈中心对称。
为了精准的计算悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度,位置检测模块1的数量应为至少两个;同时,为了保证能够从各个方向产生斥力对悬浮轴的振动进行抑制,阻尼器2的数量应至少为三个;另外,为了避免计算和控制逻辑较复杂,在实际操作时,相邻的位置检测模块1与悬浮轴标准轴心的连线夹角可以设置为90°,阻尼器2可以设置为均匀分布,并关于悬浮轴的标准轴心呈中心对称。
MCU获取各个阻尼器2的位置以及各个阻尼器2产生斥力的方向;MCU根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度计算抑制悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向;MCU根据各个阻尼器2产生斥力的方向,以及抑制悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向,选取用于进行抑制悬浮轴当前偏移的一个或多个阻尼器2,并计算选取的各个阻尼器2所需产生的斥力大小;MCU控制选取的各个阻尼器2产生相应大小的斥力抑制悬浮轴的当前偏移。
具体的,在选择阻尼器2和计算斥力大小前,MCU需要先获取各个阻尼器2的位置以及各个阻尼器2产生斥力的方向;当悬浮轴振动偏移时,MCU根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度计算能够抑制悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向,再根据各个阻尼器2产生斥力的方向,选取用于进行抑制悬浮轴当前偏移的一个或多个阻尼器2,并根据力的分解,计算选取的各个阻尼器2所需产生的斥力大小,从而使得MCU能够控制选取的各个阻尼器2产生相应大小的斥力抑制悬浮轴的当前偏移,实现悬浮轴的稳定。
在一个实施中,如图1和2所示,位置检测模块1的数量为两个,且两个位置检测模块1与悬浮轴的标准轴心的连线垂直设置。
阻尼器2的数量为四个,四个阻尼器2环绕悬浮轴的标准轴心均匀分布。
优选的,在本实施例中,位置检测模块1的数量为两个(即图2中的传感器Y和传感器Z),且两个位置检测模块1与悬浮轴的标准轴心的连线垂直设置,使得两个位置检测模块1能够相互配合,以便更精准的检测出悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度。进一步优选的,阻尼器2的数量为四个(即图2中的阻尼器1、阻尼器2、阻尼器3和阻尼器4),且四个阻尼器2环绕悬浮轴的标准轴心均匀分布,使得当MCU计算出悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度后,能够更简单、方便的控制一个或两个阻尼器2实现振动的抑制。当然,在实际实施时,位置检测模块1可以不垂直设置,阻尼器2也可以不均匀设置,只需通过数字变换进行计算即可。
在一个实施中,位置检测模块1为电涡流传感器,电涡流传感器通过电涡流线圈采集悬浮轴的位置信号,并依次通过差分放大电路、乘法电路以及低通滤波电路将位置信号传递至MCU。
具体的,如图3所示,以两个电涡流传感器为例,电涡流传感器的电涡流线圈对悬浮轴的径向位置信号进行采集,经过差分放大电路、乘法电路以及低通滤波电路将采集到的位置信号提供给主控芯片MCU。其中,差分放大电路用来检测电涡流传感器线圈头微小的感值变化;乘法电路用来将系统产生的噪声干扰滤除,低通滤波电路用来滤除高频噪声;此时主控芯片MCU通过ADC采样,检测电涡流线圈的感值变化,进而将悬浮轴的位置变化检测出来。
在一个实施中,MCU通过阻尼驱动电路与阻尼器2的驱动线圈连接,MCU根据各阻尼器2所需产生的相应大小的斥力计算对应的阻尼驱动电路所需产生的交变电流,并将交变电流发送至对应的驱动线圈,使驱动线圈通过电涡流效应产生相应大小的斥力。
具体的,如图4所示,MCU(主控芯片电路)通过阻尼驱动电路与阻尼器2的驱动线圈连接,在计算各阻尼器2所需产生的相应大小的斥力后,MCU计算对应的阻尼驱动电路所需产生的交变电流,并将交变电流发送至对应的驱动线圈,使得驱动线圈能够通过电涡流效应产生相应大小的斥力,以便进行悬浮轴的谐振抑制。
在一个实施中,交变电流为高频电流信号。
具体的,交变电流常见为频率为10K以上的正弦波、三角波或梯形波等。由于正弦波、梯形波等产生电路复杂,且成本较高,因此通过三角波来实现是更优选择。
如图5所示,三角波生成电路的一个示例,通过上下桥臂的开关的通断来实现通过阻尼器线圈的电流波形为三角波,当下桥臂导通时,加在驱动器线圈两端的电压差为-Vcc/2,电流由右侧流向左侧,且电流逐渐增大;当上桥臂导通时,加在驱动器线圈两端的电压差为Vcc/2,电流由于电感的续流特性,仍然由右侧流向左侧,但电流值逐渐减小,实现了电流的三角波。通过调节电压Vcc的值,可以实现确定线圈的三角波电流的斜率,通过控制导通和关断的时间,可以控制此三角波电流的峰峰值,通过对三角波的频率和峰值的调节,可以实现对阻尼器出力大小的控制。
如图6所示,三角波生成电路的另一个示例,只通过一个下桥臂也可实现三角波,当下桥臂导通时,加在驱动器线圈两端的电压差为-Vcc/2,电流由右侧流向左侧,且电流逐渐增大;当下桥臂关断时,由于电感特性,电流不会突变,左端会感应出一个Vcc+VD(VD为二极管正向导通电压)电压,由于二极管正向导通电压值很小,可以忽略,因此加在驱动器线圈两端的电压差近似为Vcc/2,电流仍然由右侧流向左侧,但电流值逐渐减小,实现了电流的三角波;此方案相较于之前省去了上桥驱动,简化了电路,更加节省硬件成本,减小了程序复杂度,同时也减少PCB板的布板空间。
在一个实施中,如图1所示,本发明提供的磁悬浮谐振抑制系统还包括:PCB板3,PCB板3的中央设置有用于悬浮轴穿过的通孔,MCU设置在PCB板3上。
电涡流传感器设置在PCB板3的一侧,并环绕通孔设置,阻尼器2设置在PCB板3的另一侧,并环绕通孔设置。
由于电涡流传感器和阻尼器2均采用电涡流效应,当给阻尼器2一个交变电流时,此交变电流在空间产生交变磁场,此磁场会对电涡流传感器的检测产生干扰,若将电涡流传感器和阻尼器2放在同一侧,即使增强电涡流传感器的抗干扰能力,也不能完全抑制所有干扰。因此本方案将阻尼器2和传感器放在电路板不同侧,由于阻尼器2产生的磁场随距离衰减非常快,通过这种空间上的远离,可以很简单、低成本的实现干扰的隔离。
在一个实施中,PCB板3的表面铺设有铜箔层,用于防电场干扰;和/或PCB板3的表面铺设有钢箔层,用于防磁场干扰。通过上述两种方式可以进一步的提高系统的抗干扰能力。
另外,在一个实施中,如图7所示,本发明还提供一种磁悬浮谐振抑制方法,包括步骤:
S1、实时检测悬浮轴的径向位置。
具体的,可以通过位置检测模块,如电涡流传感器、红外线传感器、超声波传感器等实时检测磁悬浮系统中的悬浮轴的径向位置。在本方案中,优选电涡流传感器检测悬浮轴的径向位置。
S2、根据悬浮轴的径向位置计算悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度。
在磁悬浮系统中,当系统稳定时,悬浮轴的轴心位置固定,而当悬浮轴振动偏移时,系统便不再稳定,通过位置检测模块1实时检测磁悬浮系统中的悬浮轴的径向位置,并与悬浮轴的标准轴心位置进行比较,能够计算出悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度。
S3、根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制阻尼器产生相应大小的斥力抑制悬浮轴的偏移。
如图2所示,在被动式磁悬浮系统中,悬浮轴在悬浮状态等效为一个弹簧系统,此弹簧系统在高速运行时会存在谐振问题,当出现扰动时会导致悬浮轴以固有的谐振频率进行振动,即悬浮轴的位置发生偏移;通过给阻尼器的阻尼头的线圈通一个交流电,此交流电在悬浮轴上会产生电涡流效应,利用电涡流产生的电磁力能够抑制悬浮轴的谐振。基于此,本方案在获得悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度,MCU可以控制阻尼器产生相应大小的斥力,从而实现悬浮轴的偏移抑制。
通过实时检测悬浮轴的径向位置,并与悬浮轴的标准轴心位置进行比较,能够计算出悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度,根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制阻尼器产生相应大小、方向的斥力,能够抑制悬浮轴的偏移,从而保证悬浮轴以及磁悬浮系统的稳定。
此外,在实际操作过程中,为了实现悬浮轴的谐振抑制,一般需要两套上述谐振抑制系统,分别放置在悬浮轴的头尾两端,通过这两套谐振抑制系统,实现对悬浮轴的谐振抑制。
在一个实施中,如图8所示,本发明提供的磁悬浮谐振抑制方法,还包括:
S0、获取各个阻尼器的位置以及各个阻尼器产生斥力的方向。
S21、根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度计算抑制悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向。
S31、根据各个阻尼器产生斥力的方向,以及抑制悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向选取用于进行抑制悬浮轴当前偏移的一个或多个阻尼器,并计算选取的各个阻尼器所需产生的斥力大小。
S32、控制选取的各个阻尼器产生相应大小的斥力抑制悬浮轴的当前偏移。
具体的,在选择阻尼器和计算斥力大小前,MCU需要先获取各个阻尼器的位置以及各个阻尼器产生斥力的方向;当悬浮轴振动偏移时,MCU根据悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度计算能够抑制悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向,再根据各个阻尼器产生斥力的方向,选取用于进行抑制悬浮轴当前偏移的一个或多个阻尼器,并根据力的分解,计算选取的各个阻尼器所需产生的斥力大小,从而使得MCU能够控制选取的各个阻尼器产生相应大小的斥力抑制悬浮轴的当前偏移,实现悬浮轴的稳定。
应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种磁悬浮谐振抑制系统,其特征在于,包括:
位置检测模块,用于实时检测悬浮轴的径向位置;
MCU,与所述位置检测模块连接,用于根据所述悬浮轴的径向位置计算所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度;
阻尼器,与所述MCU连接,所述MCU根据所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制所述阻尼器产生相应大小的斥力抑制所述悬浮轴的偏移。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮谐振抑制系统,其特征在于,所述位置检测模块的数量为至少两个,所述MCU根据各个所述位置检测模块采集的径向位置计算所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度;
所述阻尼器的数量为至少三个;
所述MCU获取各个所述阻尼器的位置以及各个所述阻尼器产生斥力的方向;
所述MCU根据所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度计算抑制所述悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向;
所述MCU根据各个所述阻尼器产生斥力的方向,以及抑制所述悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向,选取用于进行抑制所述悬浮轴当前偏移的一个或多个所述阻尼器,并计算选取的各个所述阻尼器所需产生的斥力大小;
所述MCU控制选取的各个所述阻尼器产生相应大小的斥力抑制所述悬浮轴的当前偏移。
3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮谐振抑制系统,其特征在于,所述位置检测模块的数量为两个,且两个所述位置检测模块与所述悬浮轴的标准轴心的连线垂直设置;
所述阻尼器的数量为四个,四个所述阻尼器环绕所述悬浮轴的标准轴心均匀分布。
4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮谐振抑制系统,其特征在于,所述位置检测模块为电涡流传感器,
所述电涡流传感器通过电涡流线圈采集所述悬浮轴的位置信号,并依次通过差分放大电路、乘法电路以及低通滤波电路将所述位置信号传递至所述MCU。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种磁悬浮谐振抑制系统,其特征在于,所述MCU通过阻尼驱动电路与所述阻尼器的驱动线圈连接,
所述MCU根据各所述阻尼器所需产生的相应大小的斥力计算对应的所述阻尼驱动电路所需产生的交变电流,并将所述交变电流发送至对应的所述驱动线圈,使所述驱动线圈通过电涡流效应产生相应大小的斥力。
6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮谐振抑制系统,其特征在于,所述交变电流为高频电流信号。
7.根据权利要求4所述的一种磁悬浮谐振抑制系统,其特征在于,还包括:PCB板,所述PCB板的中央设置有用于所述悬浮轴穿过的通孔;
所述电涡流传感器设置在所述PCB板的一侧,并环绕所述通孔设置,所述阻尼器设置在所述PCB板的另一侧,并环绕所述通孔设置。
8.根据权利要求7所述的一种磁悬浮谐振抑制系统,其特征在于,所述PCB板的表面铺设有铜箔层,用于防电场干扰;和/或
所述PCB板的表面铺设有钢箔层,用于防磁场干扰。
9.一种磁悬浮谐振抑制方法,基于权利要求1-8任一所述的磁悬浮谐振抑制系统,其特征在于,包括步骤:
实时检测悬浮轴的径向位置;
根据所述悬浮轴的径向位置计算所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度;
根据所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度控制阻尼器产生相应大小的斥力抑制所述悬浮轴的偏移。
10.根据权利要求9所述的一种磁悬浮谐振抑制方法,其特征在于,还包括:
获取各个所述阻尼器的位置以及各个所述阻尼器产生斥力的方向;
根据所述悬浮轴的当前偏移距离及当前偏移角度计算抑制所述悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向;
根据各个所述阻尼器产生斥力的方向,以及抑制所述悬浮轴当前偏移的总斥力的大小和方向选取用于进行抑制所述悬浮轴当前偏移的一个或多个所述阻尼器,并计算选取的各个所述阻尼器所需产生的斥力大小;
控制选取的各个所述阻尼器产生相应大小的斥力抑制所述悬浮轴的当前偏移。
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