CN113188719B - 一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡*** - Google Patents

一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡*** Download PDF

Info

Publication number
CN113188719B
CN113188719B CN202110432064.9A CN202110432064A CN113188719B CN 113188719 B CN113188719 B CN 113188719B CN 202110432064 A CN202110432064 A CN 202110432064A CN 113188719 B CN113188719 B CN 113188719B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
winding
magnetic bearing
unit
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110432064.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113188719A (zh
Inventor
王英广
樊亚洪
张鹏波
张激扬
武登云
张强
卿涛
冯洪伟
姚锐
顾正成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Control Engineering
Original Assignee
Beijing Institute of Control Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Control Engineering filed Critical Beijing Institute of Control Engineering
Priority to CN202110432064.9A priority Critical patent/CN113188719B/zh
Publication of CN113188719A publication Critical patent/CN113188719A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113188719B publication Critical patent/CN113188719B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/14—Determining imbalance
    • G01M1/16—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/30—Compensating imbalance
    • G01M1/32—Compensating imbalance by adding material to the body to be tested, e.g. by correcting-weights

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

本发明涉及一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***，主要包整周期旋转控制单元、转子***单元、磁悬浮控制单元、同频电流提取单元、校正质量解算单元和自对中控制单元。整周期旋转控制单元构造出与转子同步的正弦信号和余弦信号，提供给自对中控制单元和同频电流提取单元，同时控制转子***单元中的转子稳定旋转；磁悬浮控制单元控制转子***单元中的转子稳定悬浮；自对中控制单元控制转子***单元中的转子悬浮中心为其几何轴，对转子四个径向通道进行自对中控制；同频电流提取单元提取转子***单元中的磁轴承绕组中与转子同频的电流成分，即绕组同频电流成分，校正质量解算单元根据绕组同频电流成分解算平衡转子所需校正量。

Description

一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***
技术领域
本发明涉及一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***，适用于对传感器和磁轴承均在定子上的磁悬浮***进行在线动平衡。
背景技术
磁悬浮轴承支承相对于传统机械轴承支承具有无接触、无磨损、振动小、可主动控制等特点，在磁悬浮飞轮、磁悬浮控制力矩陀螺和磁悬浮旋转关节等航天精密机电产品中有广阔的应用前景。
磁悬浮旋转关节旋转部分为非旋转体，并且上面安装有多种单机设备，其质量分布无法精确估计和测量。同时，虽然磁悬浮旋转关节旋转转速低，但转子部分质量及转动惯量都极大，以上均会导致磁悬浮旋转关节具有较大的残余不平衡。而为提高磁轴承线性度和去除位移负刚度，磁悬浮旋转关节采用洛伦兹力式磁轴承，其承载力较小。残余不平衡量影响关节悬浮控制精度，无法达到磁悬浮旋转关节悬浮控制精度。较大的残余不平衡甚至会超过磁轴承的最大承载力，导致出现转子碰到保护轴承的现象。因此，必须对磁悬浮旋转关节旋转部分进行高精度动平衡。
检控定子固连式磁悬浮旋转关节的传感器和磁轴承均安装在定子上，不随转子旋转，也即是上平台固定，下平台旋转，可为整星下平台高精度动平衡提供配重需求。
现有动平衡方法主要是影响因素法，振形平衡法(或称模态平衡法)及联合平衡法。这些方法均需要多次启车试重，影响平衡效率。且现有平衡方法多使用振动传感器测量不平衡量，而磁悬浮旋转关节转速极低，振动极小，影响平衡精度。虽然也可以使用转子旋转轴偏离几何轴的大小去估计转子不平衡(转子几何轴与惯性主轴的偏移量)，但其要求支撑是线性的，而磁悬浮转子偏移磁轴承磁中心较大时的磁悬浮支撑是非线性的，亦影响平衡精度。
综上所述，磁悬浮旋转关节不平衡量较大，严重影响***控制精度，现有动平衡方法在旋转关节这种低转速旋转体上应用时，具有精度低、效率低的问题。因此需要寻找一种高效、高精度动平衡方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种检控转子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***，可对传感器和磁轴承均在定子上的磁悬浮***进行在线动平衡，使用自对中控制单元控制转子绕其几何轴旋转，然后使用同频电流提取单元提取磁轴承绕组同频电流，校正质量解算单元根据同频电流量直接解算平衡转子所需校正质量。
本发明所采用的技术方案是：
一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***，包括：整周期旋转控制单元、转子***单元、磁悬浮控制单元、同频电流提取单元、校正质量解算单元和自对中控制单元；
整周期旋转控制单元构造出与转子同步的正弦信号和余弦信号，提供给自对中控制单元和同频电流提取单元，同时控制转子***单元中的转子稳定旋转；磁悬浮控制单元控制转子***单元中的转子稳定悬浮；自对中控制单元控制转子***单元中的转子悬浮中心为其几何轴，对转子四个径向通道进行自对中控制；同频电流提取单元提取转子***单元中的磁轴承绕组中与转子同频的电流成分，即绕组同频电流成分，校正质量解算单元根据绕组同频电流成分解算平衡转子所需校正量。
进一步的，所述整周期旋转控制单元，首先给磁悬浮控制单元发送起浮指令；然后控制转子***单元中转子以转速ω稳速旋转；待转速稳定后，给同频电流提取单元发送动平衡计算起始指令，并在旋转t秒后发送动平衡计算结束指令；其中，t为转子旋转M圈整周期所需时间,t＝2πM/ω；在控制转子稳定旋转的同时，产生与转子同步的正弦信号sin(θ)、余弦信号cos(θ)，其中θ为转子相对定子的角位置。
进一步的，所述磁悬浮控制单元，包括位移传感器、磁轴承控制器、比例环节Kamp、磁轴承A、磁轴承B以及电流传感器；磁轴承A包括Au磁极、Au绕组、Av磁极以及Av绕组，磁轴承B包含Bu磁极、Bu绕组、Bv磁极以及Bv绕组；
当接收到整周期旋转控制单元发送的起浮指令，位移传感器检测转子的位置信号与参考位置量做差，得到控制误差信号e(t)送入磁轴承控制器中，磁轴承控制器计算得到的控制量与电流传感器检测的磁轴承绕组电流值做差，差值经过比例环节Kamp后得到最终的输出控制量，该最终输出的控制量送入功放，给磁轴承A的Au绕组提供电流，Au磁极产生电磁力施加于转子，使偏移参考位置的转子回到参考位置附近；
磁轴承A的Av绕组、磁轴承B的Bu绕组、磁轴承B的Bv绕组的控制与磁轴承A的Au绕组的控制相同。
进一步的，所述转子***单元，包括转子、平衡盘A以及平衡盘B；平衡盘A、磁轴承A、磁轴承B、平衡盘B之间的距离满足：
L＝L1+L2+L3，其中，L为平衡盘A到平衡盘B之间的距离，L1为平衡盘A到磁轴承A之间的距离，L2为磁轴承A到磁轴承B之间的距离，L3为磁轴承B到平衡盘B之间的距离。
进一步的，所述自对中控制单元，包括相关积分模块、重构模块和增益调节模块；
增益调节模块对控制误差信号e(t)进行比例调节，调节比例为ε，相关积分模块从比例调节后的控制误差信号e(t)中提取与转频同频的成分；重构模块跟据相关积分模块的运算结果重构与转频同频的误差信号，进行相位偏移添加到磁悬浮转子***的磁轴承控制器输出c(t)中；
相关积分模块的运算公式如下：
Figure BDA0003031772330000041
其中，a(t)为比例调节后控制误差信号ε×e(t)的正弦成分、b(t)为比例调节后控制误差信号ε×e(t)的余弦成分；T为伺服周期时间；
重构模块的运算公式如下：
Figure BDA0003031772330000042
其中，x(t)为重构后的转子位置信号同频成分，
Figure BDA0003031772330000043
为保证算法稳定所添加的相位偏移，根据小增益定理求得保证自对中控制稳定的
Figure BDA0003031772330000044
和ε的取值范围为：
Figure BDA0003031772330000045
其中∠Gce(jω)为从转子的位置信号到控制误差信号e(t)的相频特性，||Gce(jω)为从转子的位置信号到控制误差信号e(t)的幅频特性，用上述方法对转子四个径向通道进行自对中控制。
进一步的，所述同频电流提取单元，接收整周期旋转控制单元发送的动平衡计算起始指令，对功放采集的磁轴承Au绕组电流iau、Av绕组电流iav、Bu绕组电流ibu、Bv绕组电流ibv进行相关积分运算，相关积分计数器n从零开始累加；
Figure BDA0003031772330000046
接收整周期旋转控制单元发送的动平衡计算结束指令，相关积分计数器n计数到N，N＝t/T为相关积分时长，T为伺服周期时间，t为转子旋转M圈整周期时间，则绕组同频电流在转子固连坐标系Ou、Ov方向上的分量，为：
Figure BDA0003031772330000051
进一步的，静止坐标系O(x,y)和转子固连坐标系O(u,v)的确定如下：转子几何中心轴为O，从O到Au磁极中心为转子固连坐标系Ou方向，从O到Av磁极中心为转子固连坐标系Ov方向，Ov方向为Ou方向逆时针旋转90°；旋转转子使其达到特征角位置，即角位置传感器输出0角度值，此时静止坐标系O(x,y)的Ox方向与转子固连坐标系O(u,v)的Ou方向重合，静止坐标系O(x,y)的Oy方向与转子固连坐标系O(u,v)的Ov方向重合。
进一步的，所述校正质量解算单元，包括校正质量成分计算模块、校正质量计算模块和校正相角计算模块；
校正质量成分计算模块根据同频电流提取单元所得结果解算校正质量在转子固连坐标系Ou、Ov方向上的分量，结果为：
Figure BDA0003031772330000052
其中，ma为平衡盘A所需校正质量，mb为平衡盘B所需校正质量，mau为ma在转子固连坐标系Ou方向上的分量，mav为ma在转子固连坐标系Ov方向上的分量，mbu为mb在转子固连坐标系Ou方向上的分量，mbv为mb在转子固连坐标系Ov方向上的分量；ra、rb为平衡盘A、B上的校正质量到转轴的距离，kia、kib分别为磁轴承A和磁轴承B的电流刚度；
校正质量计算模块根据校正质量成分计算模块所得的结果计算平衡盘A所需校正质量ma,平衡盘B所需校正质量mb为：
Figure BDA0003031772330000061
校正相角计算模块根据校正质量成分计算模块所得的结果解算平衡盘A所需校正质量的角位置
Figure BDA0003031772330000062
平衡盘B所需校正质量的角位置
Figure BDA0003031772330000063
为：
Figure BDA0003031772330000064
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明使用自对中控制方法迫使转子绕其几何轴旋转，转子的不平衡扰动力与同频电磁力达到平衡，利用绕组同频控制电流解算不平衡量，是一种直接解算方法，相对试重平衡法，极大地提高了平衡效率。
(2)本发明使用自对中控制后电磁力与控制电流的成线性关系，并且相对振动传感器，控制电流对不平衡量的敏感更直接，灵敏度更高，极大地提高了平衡精度。
(3)本发明不需要试重，只需一次升速就可确定校正质量，提高了平衡效率。
(4)本发明使用磁悬浮设备自身所带传感器进行本机动平衡，不需要额外的振动、角位置等检测装置，节约了成本。
附图说明
图1为检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***框图；
图2为磁悬浮控制单元结构图；
图3为静止坐标系O(x,y)和定子固连坐标系O(u,v)的示意图；
图4为平衡盘和磁轴承沿轴向相对位置示意图；
图5为自对中控制单元框图；
图6为同频电流提取单元框图；
图7为校正质量解算单元框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提出的一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***，主要包括：整周期旋转控制单元、转子***单元、磁悬浮控制单元、同频电流提取单元、校正质量解算单元和自对中控制单元；
整周期旋转控制单元构造出与转子同步的正弦信号和余弦信号，提供给自对中控制单元和同频电流提取单元，同时控制转子***单元中的转子稳定旋转；磁悬浮控制单元控制转子***单元中的转子稳定悬浮；自对中控制单元控制转子***单元中的转子悬浮中心为其几何轴，对转子四个径向通道进行自对中控制；同频电流提取单元提取转子***单元中的磁轴承绕组中与转子同频的电流成分，即绕组同频电流成分，校正质量解算单元根据绕组同频电流成分解算平衡转子所需校正量。
整周期旋转控制单元，首先给磁悬浮控制单元发送起浮指令；然后控制转子***单元中转子以转速ω稳速旋转；待转速稳定后，给同频电流提取单元发送动平衡计算起始指令，并在旋转t秒后发送动平衡计算结束指令；其中，t为转子旋转M圈整周期所需时间,t＝2πM/ω；在控制转子稳定旋转的同时，产生与转子同步的正弦信号sin(θ)、余弦信号cos(θ)，其中θ为转子相对定子的角位置。
磁悬浮控制单元
如图2所示，为本发明所述的磁悬浮控制单元的结构图，包括位移传感器、磁轴承控制器、比例环节Kamp、磁轴承A、磁轴承B以及电流传感器；磁轴承A包括Au磁极、Au绕组、Av磁极以及Av绕组，磁轴承B包含Bu磁极、Bu绕组、Bv磁极以及Bv绕组；
当接收到整周期旋转控制单元发送的起浮指令，转位移传感器检测转子的位置信号与参考位置量做差，得到控制误差信号e(t)送入磁轴承控制器中，磁轴承控制器计算得到的控制量与电流传感器检测的磁轴承绕组电流值做差，差值经过比例环节Kamp后得到最终的输出控制量，该最终输出的控制量送入功放，给磁轴承A的Au绕组提供电流，Au磁极产生电磁力施加于转子，使偏移参考位置的转子回到参考位置附近。
磁轴承A的Av绕组、磁轴承B的Bu绕组、磁轴承B的Bv绕组的控制与磁轴承A的Au绕组的控制相同。
坐标系定义
如图3所示，为本发明所述的静止坐标系O(x,y)和转子固连坐标系O(u,v)的示意图：转子几何中心轴为O，从O到Au磁极中心为转子固连坐标系Ou方向，从O到Av磁极中心为转子固连坐标系Ov方向，Ov方向为Ou方向逆时针旋转90°；旋转转子使其达到特征角位置，即角位置传感器输出0角度值，此时静止坐标系O(x,y)的Ox方向与转子固连坐标系O(u,v)的Ou方向重合，静止坐标系O(x,y)的Oy方向与转子固连坐标系O(u,v)的Ov方向重合。
磁轴承沿轴向相对位置示意
如图4所示，为本发明所述的平衡盘和磁轴承沿轴向相对位置示意图。本平衡采用双平面校正法，转子***单元包括转子、平衡盘A以及平衡盘B；平衡盘A、磁轴承A、磁轴承B、平衡盘B之间的距离满足：
L＝L1+L2+L3，
其中，L为平衡盘A到平衡盘B之间的距离，L1为平衡盘A到磁轴承A之间的距离，L2为磁轴承A到磁轴承B之间的距离，L3为磁轴承B到平衡盘B之间的距离。
自对中控制单元
如图5所示，为本发明所述的自对中控制单元的结构图，包括相关积分模块、重构模块和增益调节模块。
增益调节模块对控制误差信号e(t)进行比例调节，调节比例为ε，相关积分模块从比例调节后的控制误差信号e(t)中提取与转频同频的成分；重构模块据相关积分模块的运算结果重构与转频同频的误差信号，进行相位偏移添加到磁悬浮转子***的磁轴承控制器输出c(t)中；相关积分模块的运算公式如下：
Figure BDA0003031772330000091
其中，a(t)为比例调节后控制误差信号ε×e(t)的正弦成分、b(t)为比例调节后控制误差信号ε×e(t)的余弦成分；
重构模块的运算公式如下：
Figure BDA0003031772330000092
其中，x(t)为重构后的转子位置信号同频成分，
Figure BDA0003031772330000093
为保证算法稳定所添加的相位偏移，根据小增益定理求得保证自对中控制稳定的
Figure BDA0003031772330000094
和ε的取值范围为：
Figure BDA0003031772330000095
其中∠Gce(jω)为从转子的位置信号到控制误差信号e(t)的相频特性，||Gce(jω)为从转子的位置信号到控制误差信号e(t)的幅频特性，用上述方法对转子四个径向通道进行自对中控制。
同频电流提取单元
如图6所示，为本发明所述的同频电流提取单元3的流程图，同频电流提取单元，接收整周期旋转控制单元发送的动平衡计算起始指令，对功放采集的磁轴承Au绕组电流iau、Av绕组电流iav、Bu绕组电流ibu、Bv绕组电流ibv进行相关积分运算，相关积分计数器n从零开始累加；
Figure BDA0003031772330000096
接收整周期旋转控制单元发送的动平衡计算结束指令，相关积分计数器n计数到N，N＝t/T为相关积分时长，T为伺服周期时间，t为转子旋转M圈整周期时间，则绕组同频电流在转子固连坐标系Ou、Ov方向上的分量，为：
Figure BDA0003031772330000101
校正质量解算单元
如图7所示，为本发明所述的校正质量解算单元的结构框图，包括校正质量成分计算模块、校正质量计算模块和校正相角计算模块。
校正质量成分计算模块根据同频电流提取单元所得结果解算校正质量在转子固连坐标系Ou、Ov方向上的分量，结果为：
Figure BDA0003031772330000102
其中，ma为平衡盘A所需校正质量，mb为平衡盘B所需校正质量，mau为ma在转子固连坐标系Ou方向上的分量，mav为ma在转子固连坐标系Ov方向上的分量，mbu为mb在转子固连坐标系Ou方向上的分量，mbv为mb在转子固连坐标系Ov方向上的分量；ra、rb为平衡盘A、B上的校正质量到转轴的距离，kia、kib分别为磁轴承A和磁轴承B的电流刚度；
校正质量计算模块根据校正质量成分计算模块所得的结果计算平衡盘A所需校正质量ma,平衡盘B所需校正质量mb为：
Figure BDA0003031772330000103
校正相角计算模块根据校正质量成分计算模块所得的结果解算平衡盘A所需校正质量的角位置
Figure BDA0003031772330000111
平衡盘B所需校正质量的角位置
Figure BDA0003031772330000112
为：
Figure BDA0003031772330000113
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***，其特征在于包括：整周期旋转控制单元、转子***单元、磁悬浮控制单元、同频电流提取单元、校正质量解算单元和自对中控制单元；
整周期旋转控制单元构造出与转子同步的正弦信号和余弦信号，提供给自对中控制单元和同频电流提取单元，同时控制转子***单元中的转子稳定旋转；磁悬浮控制单元控制转子***单元中的转子稳定悬浮；自对中控制单元控制转子***单元中的转子悬浮中心为其几何轴，对转子四个径向通道进行自对中控制；同频电流提取单元提取转子***单元中的磁轴承绕组中与转子同频的电流成分，即绕组同频电流成分，校正质量解算单元根据绕组同频电流成分解算平衡转子所需校正量；
所述整周期旋转控制单元，首先给磁悬浮控制单元发送起浮指令；然后控制转子***单元中转子以转速ω稳速旋转；待转速稳定后，给同频电流提取单元发送动平衡计算起始指令，并在旋转t秒后发送动平衡计算结束指令；其中，t为转子旋转M圈整周期所需时间,t＝2πM/ω；在控制转子稳定旋转的同时，产生与转子同步的正弦信号sin(θ)、余弦信号cos(θ)，其中θ为转子相对定子的角位置；
所述磁悬浮控制单元，包括位移传感器、磁轴承控制器、比例环节Kamp、磁轴承A、磁轴承B以及电流传感器；磁轴承A包括Au磁极、Au绕组、Av磁极以及Av绕组，磁轴承B包含Bu磁极、Bu绕组、Bv磁极以及Bv绕组；
当接收到整周期旋转控制单元发送的起浮指令，位移传感器检测转子的位置信号与参考位置量做差，得到控制误差信号e(t)送入磁轴承控制器中，磁轴承控制器计算得到的控制量与电流传感器检测的磁轴承绕组电流值做差，差值经过比例环节Kamp后得到最终的输出控制量，该最终输出的控制量送入功放，给磁轴承A的Au绕组提供电流，Au磁极产生电磁力施加于转子，使偏移参考位置的转子回到参考位置附近；
磁轴承A的Av绕组、磁轴承B的Bu绕组、磁轴承B的Bv绕组的控制与磁轴承A的Au绕组的控制相同；
所述转子***单元，包括转子、平衡盘A以及平衡盘B；平衡盘A、磁轴承A、磁轴承B、平衡盘B之间的距离满足：
L＝L1+L2+L3，其中，L为平衡盘A到平衡盘B之间的距离，L1为平衡盘A到磁轴承A之间的距离，L2为磁轴承A到磁轴承B之间的距离，L3为磁轴承B到平衡盘B之间的距离；
所述自对中控制单元，包括相关积分模块、重构模块和增益调节模块；
增益调节模块对控制误差信号e(t)进行比例调节，调节比例为ε，相关积分模块从比例调节后的控制误差信号e(t)中提取与转频同频的成分；重构模块跟据相关积分模块的运算结果重构与转频同频的误差信号，进行相位偏移添加到磁轴承控制器输出c(t)中；
相关积分模块的运算公式如下：
Figure FDA0003763820430000021
其中，a(t)为比例调节后控制误差信号ε×e(t)的正弦成分、b(t)为比例调节后控制误差信号ε×e(t)的余弦成分；T为伺服周期时间；
重构模块的运算公式如下：
Figure FDA0003763820430000022
其中，x(t)为重构后的转子位置信号同频成分，
Figure FDA0003763820430000023
为保证算法稳定所添加的相位偏移，根据小增益定理求得保证自对中控制稳定的
Figure FDA0003763820430000024
和ε的取值范围为：
Figure FDA0003763820430000025
其中∠Gce(jω)为从转子的位置信号到控制误差信号e(t)的相频特性，||Gce(jω)||为从转子的位置信号到控制误差信号e(t)的幅频特性，对转子四个径向通道进行自对中控制；
所述同频电流提取单元，接收整周期旋转控制单元发送的动平衡计算起始指令，对功放采集的磁轴承Au绕组电流iau、Av绕组电流iav、Bu绕组电流ibu、Bv绕组电流ibv进行相关积分运算，相关积分计数器n从零开始累加；
Figure FDA0003763820430000031
接收整周期旋转控制单元发送的动平衡计算结束指令，相关积分计数器n计数到N，N＝t/T为相关积分时长，T为伺服周期时间，t为转子旋转M圈整周期时间，则绕组同频电流在转子固连坐标系Ou、Ov方向上的分量，为：
Figure FDA0003763820430000032
静止坐标系O(x,y)和转子固连坐标系O(u,v)的确定如下：转子几何中心轴为O，从O到Au磁极中心为转子固连坐标系Ou方向，从O到Av磁极中心为转子固连坐标系Ov方向，Ov方向为Ou方向逆时针旋转90°；旋转转子使其达到特征角位置，即角位置传感器输出0角度值，此时静止坐标系O(x,y)的Ox方向与转子固连坐标系O(u,v)的Ou方向重合，静止坐标系O(x,y)的Oy方向与转子固连坐标系O(u,v)的Ov方向重合；
所述校正质量解算单元，包括校正质量成分计算模块、校正质量计算模块和校正相角计算模块；
校正质量成分计算模块根据同频电流提取单元所得结果解算校正质量在转子固连坐标系Ou、Ov方向上的分量，结果为：
Figure FDA0003763820430000041
其中，ma为平衡盘A所需校正质量，mb为平衡盘B所需校正质量，mau为ma在转子固连坐标系Ou方向上的分量，mav为ma在转子固连坐标系Ov方向上的分量，mbu为mb在转子固连坐标系Ou方向上的分量，mbv为mb在转子固连坐标系Ov方向上的分量；ra、rb为平衡盘A、B上的校正质量到转轴的距离，kia、kib分别为磁轴承A和磁轴承B的电流刚度；
校正质量计算模块根据校正质量成分计算模块所得的结果计算平衡盘A所需校正质量ma,平衡盘B所需校正质量mb为：
Figure FDA0003763820430000042
校正相角计算模块根据校正质量成分计算模块所得的结果解算平衡盘A所需校正质量的角位置
Figure FDA0003763820430000043
平衡盘B所需校正质量的角位置
Figure FDA0003763820430000044
为：
Figure FDA0003763820430000045
CN202110432064.9A 2021-04-21 2021-04-21 一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡*** Active CN113188719B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110432064.9A CN113188719B (zh) 2021-04-21 2021-04-21 一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110432064.9A CN113188719B (zh) 2021-04-21 2021-04-21 一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113188719A CN113188719A (zh) 2021-07-30
CN113188719B true CN113188719B (zh) 2022-10-14

Family

ID=76977961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110432064.9A Active CN113188719B (zh) 2021-04-21 2021-04-21 一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113188719B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116526927B (zh) * 2023-07-03 2023-09-12 山东华东风机有限公司 一种磁悬浮电机位置传感器自适应标定方法及控制***

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6763285B2 (en) * 2000-08-21 2004-07-13 Board Of Trustees Of Michigan State University Adaptive compensation of sensor run-out and mass unbalance in magnetic bearing systems without changing rotor speed
CN103604563B (zh) * 2013-12-01 2016-02-17 北京航空航天大学 一种基于电流试重的磁悬浮转子不平衡量在线辨识方法
CN105716626B (zh) * 2016-02-03 2018-09-21 中国人民解放军装备学院 一种悬浮类陀螺仪的定子旋转调制误差补偿方法
CN106153256B (zh) * 2016-07-07 2017-10-27 北京航空航天大学 一种磁悬浮转子高精度现场动平衡方法
CN106886152B (zh) * 2017-04-21 2020-02-18 北京航空航天大学 一种基于二阶奇次重复控制器的磁悬浮转子奇次谐波电流抑制方法
CN110261083B (zh) * 2019-06-13 2021-05-11 南京航空航天大学 一种基于视觉的磁悬浮转子振动力抑制效果测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113188719A (zh) 2021-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108716471B (zh) 一种磁悬浮分子泵转子极小位移主动控制方法
US10823632B2 (en) Method for measuring the unbalance of flexible rotors by means of position-measuring sensors
CN106153256B (zh) 一种磁悬浮转子高精度现场动平衡方法
CN103115726B (zh) 一种基于应变的旋转零部件动平衡方法
CN103604563A (zh) 一种基于电流试重的磁悬浮转子不平衡量在线辨识方法
CN112186976A (zh) 一种无轴承磁悬浮电机转子径向位置检测装置及控制方法
CN113188719B (zh) 一种检控定子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***
CN105136170A (zh) 一种悬浮转子类陀螺漂移误差高精度在线补偿方法
US10044307B2 (en) Arrangement and method for force compensation in electrical machines
JPH03270658A (ja) 回転体のアンバランス修正装置
CN106017758A (zh) 一种电机动静态转矩同步在线测试装置与测试方法
CN103105266A (zh) 一种旋转机械转子双平面弯矩动平衡方法
CN102778335A (zh) 一种基于等效初相矢的各向异性转子全息动平衡方法
RU2426976C2 (ru) Способ и устройство для автоматической балансировки ротора
KR100905397B1 (ko) 주기적 회전진동을 이용한 동적 발란싱 장치 및 방법
CN105478245B (zh) 基于主轴振动检测的双自由度精密离心机副轴动不平衡量辨识方法
CN103712746B (zh) 一种转子动平衡试验中机械滞后角的求取方法
KR100941467B1 (ko) 선형 시변 각속도 모델을 이용한 동적 발란싱 장치 및 방법
CN113125073B (zh) 检控转子固连式磁悬浮旋转关节在线动平衡***及方法
CN110702314B (zh) 基于柔性转子加速响应信息的无试重瞬态高速动平衡方法
CN108519181A (zh) 一种平台台体质量不平衡力矩的建模及测试方法
CN104697510B (zh) 一种卫星单轴姿态角速率的高精度高带宽测量方法
US3213689A (en) Method and apparatus for balancing rotors
CN110285088B (zh) 一种磁悬浮分子泵平衡质量校正方法
CN115664260A (zh) 一种基于磁轴承磁力推算的磁悬浮转子静平衡***及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant