李红，郭树星，韩邦成，郑世强

(1.北京航空航天大学 惯性技术重点实验室，北京100191;2.北京航空航天大学 新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室，北京100191)

0 引言

电磁轴承具有无接触、无摩擦、振动小、噪音低、无需润滑、阻尼刚度主动可控等优势[1]，但是功耗特别是大功率场合还是比较严重。功耗主要由轴承铁耗、铜耗、开关损耗、风耗组成，其中轴承铁耗、铜耗受轴承线圈电流影响较大。电磁轴承线圈电流由控制电流和偏置电流构成。合理配置偏置电流降低系统功耗，关于这方面的研究已经称为热点[2]。

利用永磁体代替偏置电流提供偏置磁场[3－5]，该方法在降低功耗方面具有较大优势，但是其控制灵活性不如纯电磁轴承，同时加工难度较大，加工成本较高。

纯电磁轴承可以采用固定值偏置电流控制和变偏置电流控制，其中固定偏置电流控制主要有以下几个方面:将偏置电流设置为线圈允许最大电流的一半，采用差动控制方式，这种方式控制线性化较好，但是功耗较大;将偏置电流设置成较小固定值，采用单边控制方式，这种方式功耗较小，但是仅仅适用于刚度低、振动小情况[2，6];从功率放大器和电磁铁的角度分析偏置电流对刚度和阻尼影响，提出了低偏置磁通和低偏置电流控制的方法，该方案分析角度较为新颖，但是没有兼顾控制器方面影响[7];通过建立功耗函数，并将电压、电流、力等作为约束条件，求当功耗最小时电流最优解，得出单边激励模式性能变差是因为电压饱和的结论，并提出一种电流的静态分配策略。……