本發(fā)明涉及磁軸承的控制。更具體地，本發(fā)明涉及用于磁軸承的控制系統(tǒng)以及用于控制該控制系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)上，磁軸承控制系統(tǒng)是基于集中式或分布式架構(gòu)。

2、集中式磁軸承控制系統(tǒng)包括至少一個位置控制節(jié)點，其實現(xiàn)用于對磁軸承中的轉(zhuǎn)子的位置進(jìn)行伺服控制的算法，以及放大節(jié)點，其基于由控制節(jié)點的伺服控制算法生成的信息來驅(qū)動磁軸承的伺服控制軸。

3、在分布式磁軸承控制系統(tǒng)中，由位置控制節(jié)點執(zhí)行的一些或所有任務(wù)由軸控制節(jié)點執(zhí)行。任務(wù)的這種分配使得可以在構(gòu)成系統(tǒng)的所有元件上分配計算能力，并且在由磁軸承控制系統(tǒng)管理的軸的數(shù)量方面更加靈活。

4、然而，一個或另一個架構(gòu)中的一個節(jié)點的故障損害了磁軸承控制系統(tǒng)的正常運行，使得由所述故障節(jié)點驅(qū)動的磁軸承的伺服控制軸不再被驅(qū)動，損害了磁軸承控制系統(tǒng)的正常運行并導(dǎo)致磁軸承的故障。

5、因此，提出通過提高磁軸承控制系統(tǒng)的可用性來克服所有或一些這些缺點，該控制系統(tǒng)是集中式或分布式的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述，本發(fā)明提出了一種用于磁軸承的控制系統(tǒng)，包括第一控制分支，第一控制分支包括至少一個控制器件，該至少一個控制器件配置成驅(qū)動磁軸承的至少一個第一伺服控制軸。

2、“軸承的伺服控制軸”被理解為指由磁軸承的定子的兩個徑向相對的線圈限定的軸。

3、控制系統(tǒng)還包括與第一控制分支相同的第二控制分支，以及選擇器件，選擇器件配置成在第一控制分支的控制器件發(fā)生故障時激活第二控制分支的控制器件，使得第二分支的被激活的控制器件驅(qū)動第一伺服控制軸，或者該選擇器件配置成在接收到激活第二控制分支的信號時激活第二控制分支的控制器件，使得第一和第二分支的控制器件驅(qū)動第一伺服控制軸。

4、當(dāng)?shù)谝环种У目刂破骷泄收蠒r，用連接到同一伺服控制軸的第二分支的控制器件替換第一分支的故障控制器件(被動或“冷”替換)允許軸承繼續(xù)被驅(qū)動。

5、在接收到激活第二控制分支的信號時，通過選擇器件激活第二控制分支的控制器件，使得可以同時驅(qū)動第一伺服控制軸，以便在瞬態(tài)階段期間注入更多的功率來驅(qū)動所述軸，并且獲得主動或“熱”冗余，使得所述軸的控制不被中斷，這與需要控制器件瞬間切換的被動冗余不同。

6、有利地，第一分支的控制器件包括配置成驅(qū)動第一伺服控制軸的第一軸控制節(jié)點，并且第二分支的控制器件包括配置成驅(qū)動第一伺服控制軸的第一軸控制節(jié)點，第一分支的第一軸控制節(jié)點和第二分支的第一軸控制節(jié)點連接到選擇器件。

7、優(yōu)選地，第一分支的控制器件包括配置成驅(qū)動第二伺服控制軸的至少一個第二軸控制節(jié)點，并且第二分支的控制器件包括配置成驅(qū)動第二伺服控制軸的至少一個第二軸控制節(jié)點，第一分支的軸控制節(jié)點彼此串聯(lián)連接，使得第一分支的第二節(jié)點連接到第一分支的第一節(jié)點，并且第二分支的軸控制節(jié)點彼此串聯(lián)連接，使得第二分支的第二節(jié)點連接到第二分支的第一節(jié)點。

8、有利地，第一分支的軸控制節(jié)點中僅與第一分支的單個軸控制節(jié)點連接的節(jié)點連接到第二分支的相應(yīng)軸控制節(jié)點。

9、優(yōu)選地，第一分支的控制器件包括配置成驅(qū)動第二伺服控制軸的第二軸控制節(jié)點，并且第二分支的控制器件包括配置成驅(qū)動第二伺服控制軸的第二軸控制節(jié)點，第一分支的第二控制節(jié)點和第二分支的第二控制節(jié)點連接到選擇器件。

10、有利地，第一分支的控制器件包括配置成驅(qū)動第一伺服控制軸的位置控制節(jié)點和第一放大節(jié)點，并且第二分支的控制器件包括配置成驅(qū)動第一伺服控制軸的位置控制節(jié)點和第一放大節(jié)點，第一分支的第一放大節(jié)點連接到第一分支的位置控制節(jié)點，第二分支的第一放大節(jié)點連接到第二分支的位置控制節(jié)點，第一分支的位置控制節(jié)點和第二分支的位置控制節(jié)點連接到選擇器件。

11、優(yōu)選地，第一分支包括配置為驅(qū)動第二伺服控制軸的至少一個第二放大節(jié)點，第二分支包括配置為驅(qū)動第二伺服控制軸的至少一個第二放大節(jié)點，第一分支的放大節(jié)點彼此串聯(lián)連接，第二分支的放大節(jié)點彼此串聯(lián)連接。

12、有利地，第一分支的僅與第一分支的單個放大節(jié)點連接的放大節(jié)點還連接到第一分支的位置控制節(jié)點，并且第二分支的僅與第二分支的單個放大節(jié)點連接的放大節(jié)點還連接到第二分支的位置控制節(jié)點。

13、優(yōu)選地，第一分支的僅與第一分支的單個放大節(jié)點連接的放大節(jié)點還連接到第二分支的相應(yīng)放大節(jié)點。

14、還提出了一種用于控制磁軸承的控制系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包括第一控制分支和第二控制分支，該第一控制分支包括驅(qū)動磁軸承的至少一個第一伺服控制軸的至少一個控制器件，該第二控制分支與第一控制分支相同。

15、該方法包括：

16、-在第一控制分支的控制器件發(fā)生故障時，激活第二控制分支的控制器件，使得第二分支的被激活的控制器件驅(qū)動第一伺服控制軸，或者

17、-在接收到激活第二控制分支的信號時，激活第二控制分支的控制器件，使得第一和第二分支驅(qū)動第一伺服控制軸。

技術(shù)特征：

1.一種用于磁軸承(2)的控制系統(tǒng)(1)，包括第一控制分支(br1)，該第一控制分支(br1)包括至少一個控制器件(3)，該至少一個控制器件配置成驅(qū)動磁軸承(2)的至少一個第一伺服控制軸，其特征在于，控制系統(tǒng)(1)還包括與第一控制分支(br1)相同的第二控制分支(br2)，以及選擇器件(5)，該選擇器件配置成在第一控制分支(br1)的控制器件(3)發(fā)生故障時激活第二控制分支(br2)的控制器件(4)，使得第二分支(br2)的被激活的控制器件(4)驅(qū)動第一伺服控制軸，或者該選擇器件配置成在接收到激活第二控制分支的信號時激活第二控制分支(br2)的控制器件(4)，使得第一和第二分支(br1、br2)的控制器件(3、4)驅(qū)動第一伺服控制軸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一分支(br1)的控制器件(3)包括配置成驅(qū)動所述第一伺服控制軸的第一軸控制節(jié)點(35)，所述第二分支(br2)的控制器件(4)包括配置成驅(qū)動第一伺服控制軸的第一軸控制節(jié)點(45)，第一分支(br1)的第一軸控制節(jié)點(35)和第二分支(br2)的第一軸控制節(jié)點(45)連接到所述選擇器件(5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第一分支(br1)的控制器件(3)包括配置成驅(qū)動第二伺服控制軸的至少一個第二軸控制節(jié)點(36)，所述第二分支(br2)的控制器件(4)包括配置成驅(qū)動第二伺服控制軸的至少一個第二軸控制節(jié)點(46)，第一分支(br1)的軸控制節(jié)點(35、36)彼此串聯(lián)連接，使得第一分支(br1)的第二節(jié)點(36)連接到第一分支(br1)的第一節(jié)點(35)，并且第二分支(br2)的軸控制節(jié)點(45、46)彼此串聯(lián)連接，使得第二分支(br2)的第二節(jié)點(46)連接到第二分支(br2)的第一節(jié)點(45)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述第一分支(br1)的軸控制節(jié)點(35、36)的僅與第一分支(br1)的單個軸控制節(jié)點(35)連接的節(jié)點(36)連接到所述第二分支(br2)的相應(yīng)軸控制節(jié)點(46)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第一分支(br1)的控制器件(3)包括配置成驅(qū)動第二伺服控制軸的第二軸控制節(jié)點(36)，所述第二分支(br2)的控制器件(4)包括配置成驅(qū)動第二伺服控制軸的第二軸控制節(jié)點(46)，第一分支(br1)的第二控制節(jié)點(36)和第二分支(br2)的第二控制節(jié)點(46)連接到所述選擇器件(5)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一分支(br1)的控制器件(3)包括配置成驅(qū)動所述第一伺服控制軸的位置控制節(jié)點(60)和第一放大節(jié)點(61)，所述第二分支(br2)的控制器件(4)包括配置成驅(qū)動第一伺服控制軸的位置控制節(jié)點(70)和第一放大節(jié)點(71)，第一分支(br1)的第一放大節(jié)點(61)連接到第一分支(br1)的位置控制節(jié)點(60)，第二分支(br2)的第一放大節(jié)點(71)連接到第二分支(br2)的位置控制節(jié)點(70)，第一分支(br1)的位置控制節(jié)點(60)和第二分支(br2)的位置控制節(jié)點(70)連接到所述選擇器件(5)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述第一分支(br1)包括配置成驅(qū)動第二伺服控制軸的至少一個第二放大節(jié)點(62)，所述第二分支(br2)包括配置成驅(qū)動第二伺服控制軸的至少一個第二放大節(jié)點(72)，第一分支(br1)的放大節(jié)點(61、62)彼此串聯(lián)連接，第二分支(br2)的放大節(jié)點(71、72)彼此串聯(lián)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述第一分支(br1)的僅與第一分支(br1)的單個放大節(jié)點(61)連接的放大節(jié)點(62)還連接到第一分支(br1)的位置控制節(jié)點(60)，并且所述第二分支(br2)的僅與第二分支(br2)的單個放大節(jié)點(71)連接的放大節(jié)點(72)還連接到第二分支(br2)的位置控制節(jié)點(70)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述第一分支(br1)的僅與第一分支(br1)的單個放大節(jié)點(61)連接的放大節(jié)點(62)還連接到所述第二分支(br2)的相應(yīng)放大節(jié)點(72)。

10.一種用于控制磁軸承(2)的控制系統(tǒng)(1)的方法，該系統(tǒng)包括第一控制分支(br1)和第二控制分支，所述第一控制分支包括驅(qū)動磁軸承(2)的至少一個第一伺服控制軸的至少一個控制器件(3)，所述第二控制分支與第一控制分支(br1)相同，其特征在于，該方法包括：

技術(shù)總結(jié)
一種用于磁軸承(2)的控制系統(tǒng)(1)包括第一控制分支(BR1)，該第一控制分支(BR1)包括配置成驅(qū)動磁軸承的至少一個第一伺服控制軸的至少一個控制器件(3)。控制系統(tǒng)(1)還包括與第一控制分支(BR1)相同的第二控制分支(BR2)以及選擇器件(5)。

技術(shù)研發(fā)人員：L·薩迪-哈達(dá)德,J·索里
受保護(hù)的技術(shù)使用者：斯凱孚磁性機(jī)械技術(shù)公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15