肖林京，李波，孙传余，文艺成，徐秀秀

(山东科技大学 机械电子工程学院，山东 青岛 266590)

人工心脏泵[1]体积小、质量轻、功耗低、悬浮稳定，成为医学工程和磁悬浮控制领域的重要课题[2]。心脏泵控制方式一般分为永磁控制、电磁控制和混合控制。永磁控制不需要控制系统，属于被动悬浮，稳定性差；电磁控制通过电磁力实现主动悬浮，控制灵活，能量消耗大；混合控制综合二者优势，在主动控制保证控制精度的前提下，由永磁偏置降低系统功耗。磁悬浮控制系统中，磁悬浮轴承转子位移检测[3]是实现精确稳定控制的关键环节。由于转子径向2个自由度偏移量之间以及径向偏移量与轴向偏移量之间在位置检测结果中均存在耦合关系，增加了径向2自由度位置检测的难度。

下文针对一种混合控制的离心式心脏泵，利用ANSOFT/Maxwell 2D软件，分析了其径向永磁轴承外部某定点处磁感应强度值与轴承内磁环偏移量间的关系特性；提出了一种基于霍尔传感器的径向2自由度位移检测方案，实现了径向位移的精确检测，完善了文献[4]未给出径向2自由度位移检测方法的不足；并通过仿真对比，证明了该方案的正确性。

1 磁悬浮心脏泵结构

离心式磁悬浮心脏泵结构如图1所示。定子绕组和转子叶轮组成双定子单转子开关磁阻电动机[5]，其中转子叶轮既作开关磁阻电动机转子导通磁路，也作转子叶轮驱动液体流动；定子绕组在轴向两侧各设有一套，且每套绕组均包括主绕组和悬浮力绕组，其中主绕组提供驱动转矩，悬浮力绕组提供转子径向调节力；……