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公开(公告)号：CN112815006A
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN202110074874.1
申请日：2021-01-20
Applicant: 华中科技大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种优化桥臂电流应力的磁悬浮轴承串联绕组控制装置及方法，属于磁悬浮轴承控制领域，包括8个单向导通器件、8个可控开关、4个绕组和电源，改变各个可控开关在一个开关周期内的导通时间控制通过各绕组的电流，实现对磁悬浮轴承中电磁力的控制。本发明4个绕组串联，且绕组中电流方向相同，对于单个八极径向磁轴承的四个绕组只需要五个桥臂进行控制。本发明采用串联绕组的结构减少了电子器件的数量，保证了电压利用率。本发明中各绕组的偏置电流在公共桥臂中相互抵消，改善了以往结构中共用桥臂电流应力较大的情况，减少了开关器件的电流负担，同时减小了开关损耗和导通损耗，具有很好的实际应用价值。
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公开(公告)号：CN112096738A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202011068644.6
申请日：2020-09-30
Applicant: 华中科技大学 , 中国船舶重工集团公司第七一二研究所
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种应用于磁悬浮轴承的电流振动抑制方法和系统，属于磁悬浮轴承控制领域。包括：S1.采集转子在自由度的位移信号Dis，将位移信号Dis与前馈积分器的输出Nout相减得到差值；S2.将步骤S1得到的差值与前馈增益ε的乘积输入至比例‑积分环节；S3.将反馈积分器的输出与旋转角速度Ω的平方相乘；S4.将比例‑积分环节的输出与步骤S3所得的乘积相减，输入至前馈积分器；S5.将自由度上的参考位置指令与步骤S1得到的差值再作差，经位移控制器输出，位移控制器的输出指令使得功率放大器驱动自由度的磁轴承绕组产生绕组电流。相对于广泛应用于磁悬浮轴承的广义陷波器，本发明具有更加简化的结构，且不需要实时计算三角函数，降低了运算时间和运算复杂度。
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公开(公告)号：CN111637164B
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202010435591.0
申请日：2020-05-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种应用于磁悬浮轴承的串联绕组控制装置及方法，属于磁悬浮轴承控制领域，包括5个单向导通器件、5个可控开关、4个绕组和电源。改变各个可控开关在一个开关周期内的导通时间控制通过各绕组的电流，通过将4个绕组分为两组，控制绕组中共模电流与差模电流的方式，实现对磁悬浮轴承中控制两个自由度的4个绕组电流的控制。本发明4个绕组串联，对于单个八极径向磁轴承的4个绕组只需要5个桥臂进行控制，对普通的桥式电路中单个线圈需要两个桥臂控制的方式，有效提高了器件的利用率。同时本发明提供的控制器在对两个绕组之间的差模电流进行控制时，可实现较高的电压利用率。
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公开(公告)号：CN113107975A
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN202110372834.5
申请日：2021-04-07
Applicant: 华中科技大学 , 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司
IPC: F16C32/04 , G01R31/327 , G01R31/54
Abstract: 本发明公开了一种用于磁轴承的绕组控制器断路故障定位、容错方法和系统，属于磁悬浮轴承容错控制领域。本发明提供的绕组控制器断路故障定位、容错方法，基于主动磁悬浮轴承中绕组电流单向流动的特性，以及三相全桥拓扑中器件的冗余，在某个开关器件发生断路故障时，可以及时判断故障的发生以及定位故障开关器件，并可以通过改变绕组电流方向的方式，使故障开关管不参与电流控制，进而使单自由度两个绕组在容错工作模式下继续运行，容错工作模式下电流控制效果与正常工作模式下一致，并可以应用至磁悬浮轴承全部自由度，有效提高了磁悬浮轴承中电流控制器的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN112096737B
公开(公告)日：2021-07-02
申请号：CN202010975958.8
申请日：2020-09-16
Applicant: 华中科技大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮轴承‑转子装置的控制方法和控制系统，属于磁悬浮轴承控制领域，所述方法包括：S1:获取处于原始悬浮状态的转子的原始径向位移；S2:获取原始径向位移和参考位移指令对应的位移差值信号，并根据位移差值信号获取原始电流指令；S3:采集磁轴承绕组上的绕组电流信号，并根据原始径向位移和绕组电流信号获取电流补偿信号；S4:将原始电流指令和电流补偿信号进行叠加得到目标电流指令；S5:利用目标电流指令在磁轴承绕组中产生目标电流信号，以使磁轴承绕组生成目标电磁力将转子从原始悬浮状态调整为目标悬浮状态。本申请可以有效抑制转子在径向位移振动，从而避免转子径向位移振动引起的机械装置损坏、噪声过大和稳定性差等问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112096738B
公开(公告)日：2021-06-11
申请号：CN202011068644.6
申请日：2020-09-30
Applicant: 华中科技大学 , 中国船舶重工集团公司第七一二研究所
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种应用于磁悬浮轴承的电流振动抑制方法和系统，属于磁悬浮轴承控制领域。包括：S1.采集转子在自由度的位移信号Dis，将位移信号Dis与前馈积分器的输出Nout相减得到差值；S2.将步骤S1得到的差值与前馈增益ε的乘积输入至比例‑积分环节；S3.将反馈积分器的输出与旋转角速度Ω的平方相乘；S4.将比例‑积分环节的输出与步骤S3所得的乘积相减，输入至前馈积分器；S5.将自由度上的参考位置指令与步骤S1得到的差值再作差，经位移控制器输出，位移控制器的输出指令使得功率放大器驱动自由度的磁轴承绕组产生绕组电流。相对于广泛应用于磁悬浮轴承的广义陷波器，本发明具有更加简化的结构，且不需要实时计算三角函数，降低了运算时间和运算复杂度。
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公开(公告)号：CN112901658A
公开(公告)日：2021-06-04
申请号：CN202110305579.2
申请日：2021-03-22
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种用于磁悬浮轴承的开关断路故障容错控制系统，属于磁悬浮轴承控制领域，包括：公共桥臂、N个非公共桥臂组、直流电源和控制单元，N为磁悬浮轴承中轴的个数；每一非公共桥臂组包括两个并联的桥臂支路，每一桥臂支路中上、下桥臂的连接点与公共桥臂中上、下桥臂的连接点之间设置有绕组；控制单元用于控制每一非公共桥臂组中一桥臂支路的上桥臂和另一桥臂支路的下桥臂导通，并在任一非公共桥臂组中导通的桥臂出现断路故障时切断导通桥臂，并控制任一非公共桥臂组中原本断开的桥臂切换至导通状态。可使故障桥臂组对应方向的电磁力快速恢复至稳定值，避免转子跌落，且不影响其他方向上的电磁力，提高磁轴承系统的故障冗余能力。
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公开(公告)号：CN112815007A
公开(公告)日：2021-05-18
申请号：CN202110278116.1
申请日：2021-03-16
Applicant: 华中科技大学 , 中国船舶重工集团公司第七一二研究所
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮轴承系统转子不平衡激励观测与位移振动抑制方法，属于磁悬浮轴承控制领域。包括将转子坐标转化为平动‑转动坐标，解算磁悬浮轴承的支撑力与转子陀螺效应导致的激励，广义积分扩张状态观测器对不平衡激励进行观测。对不平衡激励进行有效观测后，在功率放大器的指令中注入与观测所得的不平衡激励等大反向的指令，用于产生抵消不平衡激励的电磁力，进而起到抑制转子的位移振动的作用。对转子位移振动进行抑制，可提高转子回转精度，降低碰磨风险。对不平衡激励进行观测，对转子的动平衡时的补偿质量解算也具有重要意义。
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公开(公告)号：CN112727923A
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202011605006.3
申请日：2020-12-30
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种磁轴承串联绕组控制器的开关断路故障容错系统及方法，包括2N个串联的绕组、2N+1个桥臂和1个直流电压源；各桥臂的上端均与直流电压源的正极连接，下端均与直流电压源的负极连接；本发明采用串联绕组拓扑作为磁悬浮轴承控制器的绕组拓扑，每个开关元件都有独立的分块，单个开关元件故障并不会影响其它元件，同时对单独放置的二极管也没有太大影响，故在该容错系统中，当单个开关元件故障时，仍可利用其它剩余开关元件来实现磁悬浮轴承系统的稳定控制，在正常工作模式和容错工作模式中平滑切换，保证转子不发生跌落；在发生开关器件断路故障时可以在容错工作模式下保证系统不停机运行，有效提高了磁悬浮轴承系统的故障冗余能力。
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公开(公告)号：CN110905921A
公开(公告)日：2020-03-24
申请号：CN201911200259.X
申请日：2019-11-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: F16C32/04
Abstract: 本发明公开了一种应用于磁悬浮轴承的环形拓扑四桥臂控制装置及方法，属于磁悬浮轴承控制领域，包括4个单向导通器件、4个可控开关、4个绕组和电源。改变各个可控开关在一个开关周期内的导通时间控制通过各绕组的电流，通过将4个绕组分为两组，控制绕组中共模电流与差模电流的方式，实现对磁悬浮轴承中控制两个自由度的四个绕组电流的控制。本发明4个绕组环形连接，对于单个八极径向磁轴承的四个绕组只需要四个桥臂进行控制，对普通的桥式电路中单个线圈需要两个桥臂控制的方式，有效提高了器件的利用率。同时本发明提供的控制器在对两个绕组之间的差分电流进行控制时，可实现较高的电压利用率。
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