CN115566959B - 一种磁悬浮电机位移自检测方法 - Google Patents

一种磁悬浮电机位移自检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于磁悬浮电机技术领域，具体涉及一种磁悬浮电机位移自检测方法，步骤如下：S1：把电机X方向和电机Y方向的线圈进行串联连接，每相由一路PWM信号和一路DIR信号控制；S2：通过配置PWM和DIR信号使得在一个周期内电机线圈电压输出交流方波信号；S3：根据转子位移改变等效电感进而改变电压的原理推导线圈电压差与转子位移间的关系；S4：通过差分运放电路检测经过降压处理后的线圈电压差；S5：将待解调信号按照电机X方向和Y方向分离为两路固定电压信号；S6：位移信号生成和调理。本发明的自检测方法可代替电涡流位移传感器，满足不同负载下的位移自检测，降低转子轴向长度，提高电机的动态特性。

Description

一种磁悬浮电机位移自检测方法
技术领域
本发明属于磁悬浮电机技术领域，具体涉及一种磁悬浮电机位移自检测方法。
背景技术
磁悬浮电机集磁轴承悬浮功能与常规电机旋转功能于一体，具有轴向空间利用率大，转子临界转速快，电机系统输出功率高的优点。在磁悬浮电机系统中，磁悬浮电机利用磁轴承产生的电磁力将转子悬浮在给定位置，从而使转子与轴承无接触，实现无摩擦、高速运行。在磁悬浮电机的运行过程中，磁悬浮电机需要实时检测转子的悬浮位置来控制磁轴承产生电磁力，因此，转子位移检测的精确性对电机运行性能至关重要。
现有技术中通过位移传感器对转子位移进行检测，但由于传统的分立式物理传感器的会增加整个电机转子轴向长度，降低转子动态特性，降低了系统可靠性。
发明内容
本发明的目的实现磁悬浮电机位移自检测，通过模拟电路解调转子位移，具体利用绕组线圈的电流或电压信息来解算转子位移信息，从而彻底省去分立式物理传感器。本发明能够降低磁轴承系统成本，减小机电系统体积，最重要是可以提高系统可靠性。
本发明涉及一种磁悬浮电机位移自检测方法，所述磁悬浮电机包括悬浮极线圈，所述悬浮极线圈驱动电路能够产生PWM信号和一路DIR信号；具体步骤如下：
S1：线圈连接：把磁悬浮电机X方向和Y方向的2个悬浮极线圈分别进行串联连接，形成一个正负向悬浮极绕组线圈，磁悬浮电机的每相由一路PWM信号和一路DIR信号控制；
S2：PWM配置：通过配置PWM信号和DIR信号使一个周期内磁悬浮电机X方向和Y方向正负向悬浮极绕组线圈电压输出交流方波信号；
S3：位移自检测公式推导：根据转子位移改变等效电感进而改变电压的原理，推导正负向悬浮极绕组线圈电压差与转子位移间的关系；
S4：待解调信号检测：通过差分运放电路检测经过降压处理后的磁悬浮电机X方向或Y方向的正负向悬浮极绕组线圈电压差，并将所述电压差作为待解调信号；
S5：待解调信号分离和运算：
S51：待解调信号的分离：在一个周期内，通过选通电路、采样保持电路将变化的所述待解调信号按照磁悬浮电机X方向和Y方向分离为两路固定电压信号；
S52：待解调信号分离后电压信号的运算：通过和差运算电路对所述两路固定电压信号进行加减运算，得到只包含磁悬浮电机X方向和Y方向转子位移信息的两路位移电压信号；
S6：转子位移信号生成和调理：
S61：滤波处理：对S52中的所述两路位移电压信号分别进行滤波，去除高频电压信号；
S62：调理处理：对经过滤波处理的所述两路位移电压信号进行调理，生成磁悬浮电机X方向和Y方向的转子位移信号。
进一步的，所述S2中，正负向悬浮极绕组线圈的驱动电路采用LMD18200芯片，通过配置LMD18200芯片的PWM管脚常置1，配置DIR管脚为PWM信号，使正负向悬浮极绕组线圈电压输出交流方波信号，使所述正负向悬浮极绕组线圈两端生成0到U 1/-U 1变化的双电平电压，其中，U 1为母线最高输出电压。
进一步的，所述S3中，磁悬浮电机X方向和Y方向的正负向悬浮极绕组线圈电压差V x 和V y 与转子位移(x,y)之间的关系表达式为：
Figure 92753DEST_PATH_IMAGE001
（1）
其中，U x 为磁悬浮电机X方向悬浮极绕组线圈两端电压；U y 为磁悬浮电机Y方向悬浮极绕组线圈两端电压；V x 为磁悬浮电机X方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压差，V y 为磁悬浮电机Y方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压差；s为磁悬浮电机第一气隙长度，R为正负向悬浮极绕组线圈电阻，i x 为磁悬浮电机X方向正负向悬浮极绕组线圈电流，i y 为磁悬浮电机Y方向正负向悬浮极绕组线圈电流。
进一步的，所述S4中，待解调信号V x’ 与降压处理前的磁悬浮电机X方向正负向悬浮极绕组线圈电压差关系如下：
V x’ =kV x
其中，比例系数k为常数。
进一步的，所述S51具体包括：在一个周期内，根据不同带载情况，不同时刻变化的正负向悬浮极绕组线圈电压差信号均分离为两路固定电压信号，将待解调信号V x’ 也分离为两路固定电压信号；待解调信号分离电路由模拟多路复用器构成的选通电路和与模拟开关、运放构成的采样保持电路组成，根据式（2），将分离后的固定电压信号幅值分别设置为kU(-x-y)/2s和kU(-x+y)/2s，其中U表示高频电压信号。
进一步的，所述S52包括：待解调信号运算电路由和差运算电路组成，通过加减运算得到只包含磁悬浮电机X方向和Y方向转子位移信息的两路位移电压信号-kUx/s与-kUy/ s。
进一步的，所述S61的滤波处理采用低通滤波电路，两路位移电压信号-kUx/s与-kUy/s通过低通滤波电路滤除高频电压信号U，分别得到包含磁悬浮电机X方向转子位移的信号-kx/s与Y方向转子位移的信号-ky/s。
进一步的，所述S62的调理处理采用调理电路，所述调理电路由反向比例电路构成，反向比例系数为-k/s；经调理电路消去信号中的-k/s，获得磁悬浮电机X方向和Y方向的转子位移信号x和y。
相比于现有技术，本发明的有益效果如下：
通过模拟电路解调磁悬浮电机转子位移，实现磁悬浮电机位移自检测。采用位移自检测控制技术，利用绕组线圈的电流或电压信息来解算转子位移信息，从而彻底省去分立式物理传感器。这样不仅降低了磁轴承系统成本，减小了磁悬浮机电系统体积，最重要是提高了系统可靠性。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的磁悬浮电机连线方式示意图；
图2为本发明实施例提供的PWM信号配置示意图；
图3为本发明实施例提供的线圈电压差检测点引出电路；
图4为本发明实施例提供的选通与采样保持电路控制电路；
图5为本发明实施例提供的磁悬浮电机空载待解调信号分离过程示意图；
图6为本发明实施例提供的磁悬浮电机带X方向重载待解调信号分离过程示意图；
图7为本发明实施例提供的磁悬浮电机带Y方向重载待解调信号分离过程示意图；
图8为本发明实施例提供的磁悬浮电机带两方向重载待解调信号分离过程示意图；
图9为本发明实施例提供的磁悬浮电机带极端载待解调信号分离过程示意图；
图10为本发明实施例提供的加减运算电路；
图11为本发明实施例提供的滤波调理电路。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明基于转子位移与正负向悬浮极绕组线圈两端电压差有关的原理解调位移信息。磁悬浮电机驱动电路采用四个开关管构成全桥型开关功率放大电路（如图3最左侧图中电路所示），通过给定PWM信号控制功率开关管开通或关断，从而控制线圈电流方向，改变线圈电压。磁悬浮电机转子位移与线圈电压有关，通过测量线圈电压信息便可自解调出转子位移信息。
在磁悬浮电机中，为了减少出线数量，将X方向或Y方向正负向悬浮极绕组线圈进行串联控制。在一个方向上，正负向悬浮极绕组线圈电压为交流方波电压，电压大小与正负向悬浮极绕组线圈等效电感有关，线圈等效电感与转子位移有关，因此，根据正负向悬浮极绕组线圈电压解调转子位移的。
本发明的磁悬浮电机位移自检测方法，磁悬浮电机包括悬浮极线圈，所述线圈的驱动电路能够产生PWM信号和一路DIR信号；具体包括以下步骤：
（1）线圈连接：由图1可知，磁悬浮电机X方向和Y方向线圈采用上下串联方式，驱动电路采用LMD18200芯片，磁悬浮电机的每相由一路PWM信号和一路DIR信号控制，线圈两端为0到U 1/-U 1变化的双电平电压。其中U 1为母线最高输出电压。
（2）PWM配置：转子位移的解算需要线圈两端电压在+U 1、-U 1间不断变化。本发明根据PWM信号在一个周期内等效输出电压一致的原则，将+U 1、0、-U 1三种状态等效为+U 1、-U 1两种状态。由图2可知，其中，三电平PWM信号占空比为a，母线最高输出电压为U 1，则一个PWM周期内有效电压输出为aU 1。双电平PWM信号+U 1状态占空比为0.5+0.5a，-U 1状态占空比为0.5-0.5a，则一个PWM周期内有效电压输出为aU 1。因此可认为该种情况下，三电平信号等效为双电平信号。磁悬浮电机正负相线圈驱动电路采用LMD18200芯片，通过配置PWM管脚常置1，配置DIR管脚为PWM信号使线圈电压输出交流方波信号。
（3）位移自检测公式推导：磁悬浮电机的偏置磁路和控制磁路互相独立，因此计算主气隙磁通时需要分别对两种磁路进行独立推导，再进行叠加计算。转子位移通过改变磁阻进而改变磁通来影响线圈两端电压。其中U x =U x++U x-为磁悬浮电机X方向悬浮极绕组线圈两端电压，即，X方向线圈两端电压U x+、U x-之和；U y =U y++U y-为Y方向悬浮极绕组线圈两端电压，即，Y方向线圈两端电压U y+、U y-之和。另取V x =U x+-U x-为X方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压差，V y =U y+-U y-为Y方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压差。U x ，U y ，V x ，V y 间的表达式为：
Figure 386593DEST_PATH_IMAGE002
（1）
其中，s为电机第一气隙长度，R为线圈电阻，i x 为X方向线圈电流，i y 为Y方向线圈电流。从式（1）可以得到，X或Y方向正负向悬浮极绕组线圈电压之差与X和Y方向悬浮极绕组线圈两端电压，电流和位移有关。假设转子稳定悬浮于中心位置，转子位移在一个PWM周期内不随电压发生变化。U x 和U y 分别有+U和-U两种状态，V x 、V y 可实时测量，线圈电阻R为常数，线圈电流i x 和i y 呈三角波变化。在实际运行时，Ri x 和U x 相比数值较小，Ri y 和U y 相比数值较小，因此可以忽略电阻压降。若在同一时刻测量U x 、U y 、V x 、V y 求解转子位移x，y，可知方程组奇异，转子位移x，y无解或有无穷多解。因此，本发明选择在不同时刻利用式（1）中任一方程，构造非奇异方程组求解转子位移。
以式（1）中V x 方程为例，由于PWM信号使线圈电压输出交流方波信号，因此，U x 和U y 均具有+U和-U两种状态，即，在一个PWM周期内，共有U x 和U y 四种组合状态，代入上式（1）中V x 方程，可得上述四种情况下X方向线圈两端的电压差的方程如下：
Figure 789893DEST_PATH_IMAGE003
（2）
其中，t a 、t b 、t c 、t d 为不同U x 和U y 状态组合下的采样时刻，V x (t a )、V x (t b )、V x (t c )、V x (t d )为相应采样时刻下X方向线圈两端电压差。根据式（2）可以看出，方程V x (t a )和V x (t c )构成的方程组奇异，方程V x (t b )和V x (t d )构成的方程组奇异，因此，均不能求解出转子位移。为了解调转子位移需要选择两个线性不相关的方程组进行解调，例如V x (t a )和V x (t b )。而在实际工程应用中，若两路PWM信号无相位差，即U x 和U y 同时为+U或-U，则只能产生V x (t b )和V x (t d )两种状态；若两路PWM信号相位差180°，即U x 为+U时，U y 为-U，则只能产生V x (t a )和V x (t c )两种状态，均无法进行解算。因此，应避免两路PWM信号相位差为0°或180°。同理，也应避免两路PWM信号占空比为0或100%。
本发明选择方程V x (t a )和V x (t b )构成的非奇异方程组进行解调，由式（2）可得，只需要提取t a 和t b 时刻下的V x 、U x 、U y 就可以解算出电机在X、Y两个方向的位移x、y。同理，也可取V x (t c )和V x (t d )等构成的非奇异方程组。并且由于X方向和Y方向为对偶关系，若取Y方向解算可以得到相同的结论。
（4）待解调信号检测：由上述研究内容可知，基于X和Y方向线圈两点的电压，仅需X或Y方向其中之一的线圈两端电压差信息便可解调X和Y方向转子位移，本发明以X方向线圈两端电压差为例解调转子位移。由于X方向线圈两端电压差信号超过一般运放输入范围，因此需要先降压，才能进行检测。由图3可知，信号从驱动电路（图3中的主桥电路）输出之后，经过图3中检测电路和求差电路共同构成的电路进行降压和检测；图中，A、B两点为X方向线圈的两端，C点为X方向线圈中点。
首先，分别在A、B、C三点外接分压电阻，在A、B、C三点分别依次连接电阻R2和电阻R1，电阻R1接地；则A’、B’、C’分别对应于A、B、C三点经过电阻R2后的电压位置；A’、B’、C’处电压如式（3）所示
Figure 252098DEST_PATH_IMAGE004
（3）
其中，V A 为A点电压，V B 为B点电压，V C 为C点电压，V A’ 为A’点电压，V B’ 为B’点电压，V C’ 为C’点电压，经过分压旨在得到与X方向线圈两端电压差信号V x 成比例的V x’ 信号，这样即得到了包含转子位移x，y的电压信号，又使之不超过运放的输入电压，并将V x’ 作为待解调信号。
然后，待解调信号V x’ 信号检测利用三个差分运放电路，首先获得降压正向悬浮极绕组线圈电压V A’C’ =V A’ -V C’ ，同理获得降压负向悬浮极绕组线圈电压V C’B’ =V C’ -V B’ 。降压后的通过图3中的求差电路，获得正负向悬浮极绕组线圈电压之差即为V x’ =V A’C’ -V C’B’ ，则V x’ =kV x ，其中比例系数k=R 1/(R 1+R 2)为常数。通过上述检测方法可以获得，一个周期内不同时刻对应的待解调信号V x’ 的数值。
（5）待解调信号分离和运算：由上述分析可知，V x’ 与V x 成比例关系，因此，X方向线圈电压差信号V x 的分离与待解调信号V x’ 的分离等效，最终解算出转子位移再乘比例系数k即可。在一个周期内，根据不同带载情况，不同时刻变化的正负向悬浮极绕组线圈电压差信号均可分离为两路固定电压信号，同样，待解调信号V x’ 也可分离为两路固定电压信号。待解调信号分离电路由模拟多路复用器构成的选通电路和与模拟开关、运放构成的采样保持电路组成，根据式（3），分离后的电压信号幅值分别设置为kU(-x-y)/2s和kU(-x+y)/2s；待解调信号运算电路由和差运算电路组成，通过加减运算得到只包含X方向和Y方向位移信息其中之一的位移电压信号-kUx/s与-kUy/s。
由图4可知，选通电路采用ADG409芯片，采样保持电路采用ADG201芯片构成的保持器，其中，ADG409的驱动信号采用电机X和Y方向驱动的PWM信号，具体可由X和Y方向LMD18200芯片DIR管脚的PWM控制接线方式如图4所示，以满足不同带载情况下的待解调信号选通。
下面对不同带载情况下，待解调信号V x’ 的分离过程具体分析如下：
由图5可知，当电机空载时，X和Y方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压为占空比50%且带有相位差的方波信号如图5中U x 和U y 信号。并且在一个周期内，X和Y方向悬浮极绕组线圈两端电压共有四种组合状态，如式（3）所示，对应X方向对应不同时刻有四种电压差信号V x ，又由于V x’ =kV x ，如图5所示，因此，V x’ 信号也有四种。经ADG409芯片可分离为两路固定电压信号如图5中的A1和A2所示。将输出的A1和A2电压信号输入由ADG201芯片和运放构成的采样保持电路中，可以得到分离后的固定电压信号kU(-x-y)/2s和kU(-x+y)/2s如图5中的B1和B2所示。
由图6可知，当电机X方向带大负载时，X方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压为占空比远大于50%的方波信号如图6中U x 信号，Y方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压仍为占空比50%的方波信号如图中U y 信号。X和Y方向电压信号具有相位差。并且在一个周期内，X和Y方向悬浮极绕组线圈两端电压共有四种组合状态，对应X方向有四种电压差信号如图6中V x 信号，经ADG409芯片可分离为两路固定电压信号如图6中的A1和A2所示。将输出的A1和A2电压信号输入由ADG201芯片和运放构成的采样保持电路中，可以得到分离后的固定电压信号kU(-x-y)/2s和kU(-x+y)/2s如图6中的B1和B2所示。
由图7可知，当电机Y方向带大负载时，Y方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压为占空比远大于50%的方波信号如图7中U y 信号，X方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压仍为占空比50%的方波信号如图7中U x 信号。X和Y方向电压信号具有相位差。并且在一个周期内，X和Y方向悬浮极绕组线圈两端电压共有四种组合状态，对应Y方向有四种电压差信号如图7中V x 信号，经ADG409芯片可分离为两路固定电压信号如图7中的A1和A2所示。将输出的A1和A2电压信号输入由ADG201芯片和运放构成的采样保持电路中，可以得到分离后的固定电压信号kU(-x-y)/2s和kU(-x+y)/2s如图7中的B1和B2所示。
由图8可知，当电机X，Y方向同时带大负载时，X，Y方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压均为占空比远大于50%且带有相位差的方波信号如图8中U x 和U y 信号。并且在一个周期内，X和Y方向悬浮极绕组线圈两端电压共有三种组合状态，对应X方向有三种电压差信号如图8中V x 信号。经ADG409芯片可分离为两路固定电压信号如图8中的A1和A2所示。将输出的A1和A2电压信号输入由ADG201芯片和运放构成的采样保持电路中，可以得到分离后的固定电压信号kU(-x-y)/2s和kU(-x+y)/2s如图8中的B1和B2所示。
由图9可知，当电机带载出现极端情况时，X和Y方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压均为占空比小于50%且带有相位差的方波信号如图9中U x 和U y 信号。并且在一个周期内，X和Y方向悬浮极绕组线圈两端电压共有三种组合状态，对应X方向有三种电压差信号如图9中V x 信号。经ADG409芯片可分离为两路固定电压信号如图9中的A1和A2所示。将输出的A1和A2电压信号输入由ADG201芯片和运放构成的采样保持电路中，可以得到分离后的固定电压信号kU(-x-y)/2s和kU(-x+y)/2s如图9中的B1和B2所示。
由上述分析可知，在不同带载情况下，经过选通和采样保持得出的分离后的电压信号均包含(x+y)和(x-y)信息，因此，电机X、Y方向驱动PWM信号控制的选通采样电路可以满足多负载情况下的待解调信号分离作用，且分离后的电压信号幅值分别为kU(-x-y)/2s和kU(-x+y)/2s，由图10可知，再通过和差运算电路即可对上述分离后的电压信号进行加减运算从而得到只包含X方向和Y方向位移信息其中之一的位移电压信号-kUx/s与-kUy/s。
（6）位移信号生成和调理：经分离的上述位移电压信号-kUx/s与-kUy/s需经过滤波和调理电路才能生成X方向和Y方向位移信息。
如图11所示，低通滤波电路由集成运放和电阻和电容构成。通过低通滤波电路滤除高频信号，即滤除信号U，分别得到包含X方向位移的信号-kx/s与Y方向位移的信号-ky/ s。再经调理电路消去信号中的-k/s，获得X方向和Y方向位移信息x和y。调理电路由反向比例电路构成，反向比例系数为-k/s，其中k=R 1/(R 1+R 2)为常数，s为电机第一气隙长度为常数。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种磁悬浮电机位移自检测方法，所述磁悬浮电机包括悬浮极线圈，用于驱动悬浮极线圈的驱动电路，所述驱动电路能够产生PWM信号和一路DIR信号；其特征在于，具体步骤如下：
S1：线圈连接：把磁悬浮电机X方向和Y方向的2个悬浮极线圈分别进行串联连接，形成一个正负向悬浮极绕组线圈，磁悬浮电机的每相由一路PWM信号和一路DIR信号控制；
S2：PWM配置：通过配置PWM信号和DIR信号使一个周期内磁悬浮电机X方向和Y方向正负向悬浮极绕组线圈电压输出交流方波信号；
S3：位移自检测公式推导：根据转子位移改变等效电感进而改变电压的原理，推导正负向悬浮极绕组线圈电压差与转子位移间的关系；
S4：待解调信号检测：通过差分运放电路检测经过降压处理后的磁悬浮电机X方向或Y方向的正负向悬浮极绕组线圈电压差，并将所述电压差作为待解调信号；
S5：待解调信号分离和运算：
S51：待解调信号的分离：在一个周期内，通过选通电路、采样保持电路将变化的所述待解调信号按照磁悬浮电机X方向和Y方向分离为两路固定电压信号；
S52：待解调信号分离后电压信号的运算：通过和差运算电路对所述两路固定电压信号进行加减运算，得到只包含磁悬浮电机X方向和Y方向转子位移信息的两路位移电压信号；
S6：转子位移信号生成和调理：
S61：滤波处理：对S52中的所述两路位移电压信号分别进行滤波，去除高频电压信号；
S62：调理处理：对经过滤波处理的所述两路位移电压信号进行调理，生成磁悬浮电机X方向和Y方向的转子位移信号。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮电机位移自检测方法，其特征在于，所述S2中，正负向悬浮极绕组线圈的驱动电路采用LMD18200芯片，通过配置LMD18200芯片的PWM管脚常置1，配置DIR管脚为PWM信号，使正负向悬浮极绕组线圈电压输出交流方波信号，使所述正负向悬浮极绕组线圈两端生成0到U 1/-U 1变化的双电平电压，其中，U 1为母线最高输出电压。
3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮电机位移自检测方法，其特征在于，所述S3中，磁悬浮电机X方向和Y方向的正负向悬浮极绕组线圈电压差V x 和V y 与转子位移x、y之间的关系表达式为：
Figure 606298DEST_PATH_IMAGE001
（1）
其中，U x 为磁悬浮电机X方向悬浮极绕组线圈两端电压；U y 为磁悬浮电机Y方向悬浮极绕组线圈两端电压；V x 为磁悬浮电机X方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压差，V y 为磁悬浮电机Y方向正负向悬浮极绕组线圈两端电压差；s为磁悬浮电机第一气隙长度，R为正负向悬浮极绕组线圈电阻，i x 为磁悬浮电机X方向正负向悬浮极绕组线圈电流，i y 为磁悬浮电机Y方向正负向悬浮极绕组线圈电流。
4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮电机位移自检测方法，其特征在于，所述S4中，待解调信号V x’ 与降压处理前的磁悬浮电机X方向正负向悬浮极绕组线圈电压差关系如下：
V x’ =kV x
其中，比例系数k为常数。
5.根据权利要求4所述的一种磁悬浮电机位移自检测方法，其特征在于，所述S51具体包括：在一个周期内，根据不同带载情况，不同时刻变化的正负向悬浮极绕组线圈电压差信号均分离为两路固定电压信号，将待解调信号V x’ 也分离为两路固定电压信号；待解调信号分离电路由模拟多路复用器构成的选通电路和与模拟开关、运放构成的采样保持电路组成，将分离后的固定电压信号幅值分别设置为kU(-x-y)/2s和kU(-x+y)/2s，其中U表示高频电压信号。
6.根据权利要求5所述的一种磁悬浮电机位移自检测方法，其特征在于，所述S52包括：待解调信号运算电路由和差运算电路组成，通过加减运算得到只包含磁悬浮电机X方向和Y方向转子位移信息的两路位移电压信号-kUx/s与-kUy/s。
7.根据权利要求6所述的一种磁悬浮电机位移自检测方法，其特征在于，所述S61的滤波处理采用低通滤波电路，两路位移电压信号-kUx/s与-kUy/s通过低通滤波电路滤除高频电压信号U，分别得到包含磁悬浮电机X方向转子位移的信号-kx/s与Y方向转子位移的信号-ky/s。
8.根据权利要求7所述的一种磁悬浮电机位移自检测方法，其特征在于，所述S62的调理处理采用调理电路，所述调理电路由反向比例电路构成，反向比例系数为-k/s；经调理电路消去信号中的-k/s，获得磁悬浮电机X方向和Y方向的转子位移信号x和y。
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