李 志 苏振中 胡靖华 李文印

磁轴承复合位移传感设计与实验研究

李 志 苏振中 胡靖华 李文印

（舰船综合电力技术国防科技重点实验室（海军工程大学） 武汉 430033）

针对传统磁轴承位移传感器结构复杂、适装性差、存在检测位置与执行器错位，而位移自传感方法鲁棒性、实用性差等问题，该文提出一种基于探测线圈的磁轴承位移检测方法，通过在磁轴承磁极上布置探测线圈可实现定转子相对位移测量。首先，建立等效电路模型，并通过Simulink仿真，证明模型正确性；其次，提出差动检测方案，并通过半桥检测电路将相对位移变化转换为电桥输出电压变化，提高了位移检测灵敏度与线性度；最后，在搭建的试验平台上对该传感器进行静态性能测试，当定转子相对位移在±0.3mm范围内变化时，位移检测灵敏度为1.2mV/μm，位移检测分辨率约为7μm，验证了基于探测线圈磁轴承定转子相对位移检测的可行性。该方法结构简单、鲁棒性好，为实现紧凑可靠的磁轴承位移测量奠定了基础。

磁轴承 位移测量 传感器 探测线圈

0 引言

磁悬浮轴承是一种典型的机电一体化产品。由于磁轴承具有无磨损、寿命长、无需润滑和支承特性可控等优点，使得磁轴承在航空航天、真空洁净、飞轮储能系统、人工心脏泵、交通运输等领域呈现了良好的应用前景[1-3]。由于具有位移负刚度特性，磁轴承必须通过闭环控制才能实现悬浮运行。作为闭环控制的关键环节，转子轴径向位移的检测具有十分重要的作用，位移检测的精度及稳定性在很大程度上会影响整个磁轴承系统性能。……