CN214502489U - 磁悬浮转子位姿传感器标定台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁悬浮转子位姿传感器标定台，包括底座、升降台、安装座、永磁悬浮转子、单自由度旋转台、两自由度位移台、顶部安装座以及控制系统。本实用新型通过各部件之间的连接配合，结合自动控制程序，实现了对位姿检测传感器的全范围自动扫描标定；通过采用中心对称结构，使得整体具有更好的结构刚度，降低了永磁悬浮转子吸引电机磁轭而产生的偏载变形，从而保证了测量数据的位姿准确性。

Description

磁悬浮转子位姿传感器标定台

技术领域

本实用新型涉及一种磁悬浮转子位姿传感器标定台。

背景技术

在磁悬浮泵中，其内部的检测传感器对磁悬浮转子位姿的精确测量是磁悬浮控制算法的基础保障。不管是新生产的磁悬浮泵还是检修的磁悬浮泵都需要对磁悬浮转子的位姿传感器进行标定，以确保传感器参数与控制算法参数能够匹配。一般对于永磁型的磁悬浮转子具有三个主动可控自由度，包括两个径向位移自由度和一个绕轴旋转自由度，这三个自由度上的位姿检测传感器都需要进行标定。

目前现有的技术方案中，一般采用单个位移传感器独立标定，也有采用径向轴向位移传感器同时标定的，但以手动千分尺测量标定为主，如公开号CN212512960U的实用新型所提出的方案所示，但该方案只能标定直线位移无法标定角位移。另外，由于其采用悬臂结构，在永磁型磁悬浮转子的情况下，强磁性的转子与磁轭会相互吸引引起偏载，严重影响标定精度。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种磁悬浮转子位姿传感器标定台，可实现对位姿检测传感器的全范围自动扫描标定。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是一种磁悬浮转子位姿传感器标定台，包括：

底座；

升降台，安装在所述底座上，所述底座的中心轴线与升降台的中心轴线重合；

两自由度位移台，安装在顶部安装座上，所述两自由度位移台的中心轴线与顶部安装座的中心轴线重合，所述两自由度位移台用于促使待测模组产生径向运动；

单自由度旋转台，安装在所述顶部安装座上，所述单自由度旋转台的中心轴线与两自由度位移台的中心轴线重合，所述单自由度旋转台用于固定连接所述永磁悬浮转子，所述单自由度旋转台用于使得待测模组产生角度偏转；以及

激光位移传感器，安装在所述顶部安装座上，激光位移传感器的激光发射方向平行于两自由度位移台的滑动方向。

将所述永磁悬浮转子安装在单自由度旋转台时，永磁悬浮转子与所述单自由度旋转台的中心轴线同轴。

于本实用新型一实施例中，待测模组为磁悬浮电机和永磁悬浮转子，所述磁悬浮电机安装在所述升降台上，所述升降台用于升降将磁悬浮电机，所述磁悬浮电机的中心轴线与所述升降台的中心轴线重合，所述磁悬浮电机内部设有位姿传感器；

所述两自由度位移台安装在所述顶部安装座上，所述两自由度位移台的中心轴线与顶部安装座的中心轴线重合，所述两自由度位移台用于推动永磁悬浮转子相对位姿传感器产生径向运动；

所述单自由度旋转台安装在所述顶部安装座上，所述单自由度旋转台的中心轴线与两自由度位移台的中心轴线重合，所述单自由度旋转台用于使得永磁磁悬浮转子相对位姿传感器产生角度偏转。

于本实用新型一实施例中，还包括转子转接座，所述转子转接座固定安装在所述单自由度旋转台上，所述转子转接座用于连接永磁悬浮转子，所述转子转接座和单自由度旋转台的中心轴线同轴。待测模组为磁悬浮电机时，所述转子转接座、单自由度旋转台以及永磁悬浮转子三者的中心轴线同轴。

于本实用新型一实施例中，还包括转子压片，所述转子压片贴合在所述永磁悬浮转子一端端面上，所述转子压片中心设有通孔。所述永磁悬浮转子的一侧平面与转子转接座的台阶面相接，另一侧面与所述转子压片相接。所述永磁悬浮转子为环状。

于本实用新型一实施例中，所述两自由度位移台包括电动测微器和径向自由度检测传感器，所述电动测微器用于推动永磁悬浮转子相对位姿传感器产生径向运动，并通过所述激光位移传感器进行测量，以测量值为基准来标定两个径向自由度检测传感器在永磁悬浮转子位置不同时的检测精度。

于本实用新型一实施例中，所述单自由度旋转台包括绕轴旋转自由度检测传感器，所述单自由度旋的旋转使得永磁磁悬浮转子相对位姿传感器产生角度偏转，并以单自由度旋转台内含的角度编码器为基准来标定绕轴旋转自由度检测传感器在永磁悬浮转子不同偏转角度时的检测精度。

于本实用新型一实施例中，所述单自由度旋转台的上表面安装于两自由度位移台的下表面。

于本实用新型一实施例中，所述激光位移传感器有两个，两个激光位移传感器的激光发射方向分别平行于两自由度位移台的两个滑动方向，且激光反射点在相应于两个激光位移传感器的两个滑块上，连个滑块固定安装在所述顶部安装座上。

于本实用新型一实施例中，还包括连接柱，所述连接柱的一端与所述底座固定连接，另一端与所述顶部安装座固定连接。所述连接柱至少由三根独立的圆柱组成，待所述圆柱沿所述待测模组的轴线周向均匀分布。所述圆柱两头设有内螺纹孔，中间设有扳手孔或扳手槽。

于本实用新型一实施例中，还包括安装座，所述安装座固定安装在所述升降台上，所述安装座用于安装待测模组。待测模组为磁悬浮电机时，所述磁悬浮电机固定安装在所述安装座上，所述安装座的中心轴线与磁悬浮电机的中心轴线重合。所述升降台可在竖直方向上上下移动，用于升降将磁悬浮电机。

于本实用新型一实施例中，还包括控制系统，所述控制系统与单自由度旋转台、两自由度位移台、激光位移传感器电连接。

本技术方案具有以下有益效果：

本实用新型通过底座、升降台、安装座、永磁悬浮转子、单自由度旋转台、两自由度位移台和顶部安装座间的连接配合，结合自动控制程序，从而实现对位姿检测传感器的全范围自动扫描标定。进一步，将磁悬浮电机固定安装在底座上，将永磁悬浮转子固定在永磁转子转接座上，使其能够有足够的结构刚度来抵抗永磁悬浮转子吸引磁悬浮电机磁轭而产生的偏载变形。通过手动调节升降台可改变磁悬浮电机内位姿传感器相对于永磁悬浮转子在中心轴线方向的距离。

进一步，通过两自由度位移台中的两个电动测微器可以推动永磁悬浮转子相对磁悬浮电机中位姿传感器产生径向运动，并以激光位移传感器的测量值为基准来标定径向自由度检测传感器在不同转子位置时的检测精度。通过单自由度旋转台的旋转使得永磁磁悬浮转子相对磁悬浮电中位姿传感器产生角度偏转，并以单自由度旋转台内含的角度编码器为基准来标定绕轴旋转自由度检测传感器在不同转子偏转角度时的检测精度。

本实用新型采用中心对称布置的结构，保证传感器标定时的位姿精度，同时在无需更换工装的情况下既能对三个自由度的传感器同时标定。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例升降台组件1的结构示意图；

图3是实用新型一实施例连接柱组件2的结构示意图；

图4是实用新型一实施例位移台组件3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图1至4对本实用新型作进一步描述。

一种磁悬浮转子位姿传感器标定台，如图1所示，包含升降台组件1、连接柱组件2和位移台组件3。所述位移台组件3设于升降台组件1的上方，通过连接柱组件2进行连接；所述升降台组件1上安装有内含位移传感器和角度传感器的磁悬浮电机4；所述位移台组件3下方安装有永磁悬浮转子5；所述升降台组件1、连接柱组件2和位移台组件3、磁悬浮电机4和永磁悬浮转子5的中心轴线重合。通过采用中心对称结构，具有更好的结构刚度，降低了永磁悬浮转子吸引电机磁轭而产生的偏载变形，从而保证了测量数据的位姿准确性。控制系统用于控制位移台组件，以实现对位姿检测传感器的全范围自动扫描标定。

所述升降台组件1，如图2所示，包括底座1A、升降台1B和安装座1C，所述底座1A的上表面与升降台1B的下表面连接，底座1A的中心轴线与升降台1B的中心轴线重合；所述升降台1B可在垂直于底座1A的上表面方向上进行升降运动。所述安装座1C设置于升降台1B的上表面，安装座1C的中心轴线与升降台1B的中心轴线重合。所述安装座1C的上表面设有与磁悬浮电机4下端面匹配的定位槽和定位孔，安装座1C的中心轴线与磁悬浮电机4的中心轴线重合。升降台1B可手动调节磁悬浮电机4相对于永磁悬浮转子5在中心轴方向上的位置关系，可以获得不同轴向位置关系下的位姿传感器参数。

所述位移台组件3，如图4所示，包括顶部安装座3A、两自由度位移台3B、单自由度旋转台3C、永磁转子转接座3D、转子压片3E和激光位移传感器3F。所述顶部安装座3A与底座1A通过连接柱固定连接在一起，所述顶部安装座3A与底座1A对称设置。所述连接柱组件2，至少由3根独立的圆柱组成，本实施例中，所述圆柱有四根，如图3所示，圆柱两头设有内螺纹孔2A，中间设有扳手孔或扳手槽2B。

所述两自由度位移台3B的上表面安装于顶部安装座3A的下表面；两自由度位移台3B的中心轴线与顶部安装座3A的中心轴线重合；所述单自由度旋转台3C的上表面安装于两自由度位移台3B的下表面；单自由度旋转台3C的中心轴线与两自由度位移台3B的中心轴线重合；所述永磁转子转接座3D的法兰端安装于单自由度旋转台3C的下表面；永磁转子转接座3D的中心轴线与单自由度旋转台3C的中心轴线重合；所述永磁转子转接座3D另一端设有定位台阶，环状永磁悬浮转子5的一侧平面与永磁转子转接座3D的台阶面重合，永磁转子转接座3D的中心轴线与环状永磁悬浮转子5的中心轴线重合，所述永磁转子转接座3D的台阶端中心设有螺纹孔。

所述转子压片3E的平面与环状永磁悬浮转子5的另一侧面贴合，转子压片3E中心设有通孔。通过螺钉预紧的方式将环状永磁悬浮转子5紧紧压在永磁转子转接座3D的台阶端。所述激光位移传感器3F安装于顶部安装座3A的下表面，两个激光位移传感器的激光发射方向分别平行于两自由度位移台3B的两个滑动方向，且反射点在相应的滑块上，用以检测两自由度位移台3B在两个滑动方向上的实际移动量。

本实用新型中采用中心对称结构，自下而上分别设有底座1A、升降台1B、安装座1C、磁悬浮电机4、转子压片3E、永磁悬浮转子5、永磁转子转接座3D、单自由度旋转台3C、两自由度位移台3B和顶部安装座3A，且这些部件的中心轴全部重合。通过将磁悬浮电机4固定安装在安装座1C上，将永磁悬浮转子5固定在永磁转子转接座3D上，极大地保证了结构刚度，降低了永磁悬浮转子吸引电机磁轭而产生的偏载变形，从而保证了测量数据的位姿准确性。

此外本实用新型能同时进行两个径向自由度检测传感器的标定和一个绕轴旋转自由度检测传感器的标定。通过两自由度位移台3B中的两个电动测微器可以推动永磁磁悬浮转子1相对磁悬浮电机4中位姿传感器产生径向运动，并以两个激光位移传感器的测量值为基准来标定两个径向自由度检测传感器在不同转子位置时的检测精度。通过单自由度旋转台3C的旋转使得永磁磁悬浮转子1相对磁悬浮电机4中位姿传感器产生角度偏转，并以单自由度旋转台3C内含的角度编码器为基准来标定绕轴旋转自由度检测传感器在不同转子偏转角度时的检测精度。进一步结合自动控制程序，可以实现对位姿检测传感器的全范围自动扫描标定。

上述具体实施例只是用来解释说明本实用新型，而非是对本实用新型进行限制，在本实用新型构思和权利要求保护范围内对本实用新型做出的任何不付出创造性劳动的改变和替换，皆落入本实用新型专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种磁悬浮转子位姿传感器标定台，其特征在于，包括：

底座；

升降台，安装在所述底座上，所述底座的中心轴线与升降台的中心轴线重合；

两自由度位移台，安装在顶部安装座上，所述两自由度位移台的中心轴线与顶部安装座的中心轴线重合，所述两自由度位移台用于促使待测模组产生径向运动；

单自由度旋转台，安装在所述顶部安装座上，所述单自由度旋转台的中心轴线与两自由度位移台的中心轴线重合，所述单自由度旋转台用于固定连接永磁悬浮转子，所述单自由度旋转台用于使得待测模组产生角度偏转；以及

激光位移传感器，安装在所述顶部安装座上，激光位移传感器的激光发射方向平行于两自由度位移台的滑动方向。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮转子位姿传感器标定台，其特征在于，还包括转子转接座，所述转子转接座固定安装在所述单自由度旋转台上，所述转子转接座用于连接永磁悬浮转子，所述转子转接座和单自由度旋转台的中心轴线同轴。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮转子位姿传感器标定台，其特征在于，还包括转子压片，所述转子压片贴合在所述永磁悬浮转子一端端面上，所述转子压片中心设有通孔。

4.根据权利要求1所述的磁悬浮转子位姿传感器标定台，其特征在于，所述两自由度位移台包括电动测微器和径向自由度检测传感器，所述电动测微器用于推动永磁悬浮转子相对位姿传感器产生径向运动，并通过所述激光位移传感器进行测量，以测量值为基准来标定两个径向自由度检测传感器在永磁悬浮转子位置不同时的检测精度。

5.根据权利要求1所述的磁悬浮转子位姿传感器标定台，其特征在于，所述单自由度旋转台包括绕轴旋转自由度检测传感器，所述单自由度旋的旋转使得永磁磁悬浮转子相对位姿传感器产生角度偏转，并以单自由度旋转台内含的角度编码器为基准来标定绕轴旋转自由度检测传感器在永磁悬浮转子不同偏转角度时的检测精度。

6.根据权利要求1所述的磁悬浮转子位姿传感器标定台，其特征在于，所述单自由度旋转台的上表面安装于两自由度位移台的下表面。

7.根据权利要求1至6任一项所述的磁悬浮转子位姿传感器标定台，其特征在于，所述激光位移传感器有两个，两个激光位移传感器的激光发射方向分别平行于两自由度位移台的两个滑动方向，且激光反射点在相应于两个激光位移传感器的两个滑块上，连个滑块固定安装在所述顶部安装座上。

8.根据权利要求7所述的磁悬浮转子位姿传感器标定台，其特征在于，还包括连接柱，所述连接柱的一端与所述底座固定连接，另一端与所述顶部安装座固定连接。

9.根据权利要求8所述的磁悬浮转子位姿传感器标定台，其特征在于，还包括安装座，所述安装座固定安装在所述升降台上，所述安装座用于安装待测模组。

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