本發明專利技術涉及用于磁軸承結構的無傳感器式位置確定。磁性軸承結構用于借助于磁場支承對象，所述磁場一般通過電磁體產生。為了調節軸承，對象相對于軸承的位置是感興趣的。根據電感估計可以確定對象位置。電感估計借助于最小二乘法來實施，其中可以考慮軸承的電阻。電阻例如由于溫度波動而遭受一定的變化。但是，不正確的電阻值以所估計的電感誤差（I）表現出來。因此建議一種方法，利用所述方法可以適配電阻。可以通過將電感誤差調節為零來估計電阻。電阻適配在此由低通濾波器和I調節器組成。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于磁軸承結構的無傳感器式位置確定。這樣的磁性軸承結構用于借助于磁場支承對象、尤其是轉子，所述磁場一般通過至少一個電磁體產生。
技術介紹
磁性軸承結構相對于例如具有球軸承的傳統軸承結構的重要優點在于最大程度的無摩擦性。這尤其是在磨損方面是優點。另一方面由此才能夠實現對非常快速轉動的轉子的支承。在電磁軸承結構情況下困難在于，對要支承(Iagern)的對象的位置的電子調節是絕對必要的。為此原則上需要確定對象相對于電磁體的位置。附加地可以直接確定速度，其中以所述速度實施位置變化。傳統地直接利用位置傳感器確定位置。但是，位置傳感器的使用與一定的缺點相關聯。在此情況下，尤其是可以列舉位置傳感器提出附加的成本，為了安裝傳感器需要一定的結構空間并且如果傳感器失靈，則傳感器可能負責整個磁軸承系統的失靈。出于該原因，在近年來建議大量用于調節磁軸承的所謂無傳感器式或無位置傳感器式方法。這些方法放棄使用位置傳感器并且代替之試圖基于電磁體的電流和電壓的測量來推斷出位置和可能推斷出要支承的對象的速度。在此，位置傳感器或者通過評估電子系統或者通過估計或觀測算法代替。該估計或觀測算法分別關于要支承的對象執行對當前位置的估計以及可能執行對當前速度的估計。在觀察常規磁軸承時，電磁體將吸引力施加于浮動主體。該吸引力抵抗干擾力、例如浮動主體的重力。以確定的間距產生力平衡。如果主體接近電磁體，則在電流保持的情況下吸引力升高。如果主體遠離電磁體，則該吸引力減小。磁軸承由于物理特性是不穩定的并且因此必須被調節。關于浮動主體的運動行為的信息例如涉及位置傳感器的調節器。如果存在無傳感器式磁軸承，則放棄外部傳感器系統。因為即使在無傳感器式磁軸承情況下也需要調節，為此通過電磁體的與空隙有關的特性而獲得需要的位置信息。可以根據圖I來觀察借助于測量電壓和電流無傳感器地對磁軸承進行位置確定的基本原理。圖I示出磁軸承10的原理示意圖。觀察到具有電磁體200的單向軸承。電磁體200的極210與要支承的對象100 —起構成空隙20，所述空隙的長度I根據對象100的位置r改變。公式權利要求1.用于適配磁軸承的電阻的值的方法，具有步驟 -借助于脈寬調制(PWM)電壓操控磁軸承的至少一個電磁體，其中脈寬調制電壓的時間特性曲線具有至少一個第一階段(j=l)、尤其是充電階段和至少一個第二階段(j=2)、尤其是放電階段， -測量和評估電磁體的電流i和電壓u用于在第一階段(j=l)中和在第二階段(j=2)中確定第一和第二電感值Xj| / L2 ， -估計、尤其是最小二乘估計第一階段(j=l)的第一電感值和第二階段(j=2)的第二電感值￡,;，其中在估計電感值、1 1時，考慮磁性軸承、尤其是磁性軸承的電磁體的電阻Rn， _確定電感誤差 和 -通過以下方式適配電阻，即將電感誤差a￡調節成零。2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，電阻適配由低通濾波器和I調節器組成。3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于，電感誤差借助于低通濾波 被濾波。4.根據權利要求I至3之一所述的方法，其特征在于，電感誤差Afl借助于I調節器S良:-AL被調節成零。5.用于無傳感器地相對于磁性軸承、尤其是相對于磁性軸承的電磁體對在磁性軸承中所支承的對象進行位置確定的方法，具有以下步驟 -借助于脈寬調制(PWM)電壓操控磁軸承的至少一個電磁體，其中脈寬調制電壓的時間特性曲線具有至少一個第一階段(j=l)、尤其是充電階段和至少一個第二階段(j=2)、尤其是放電階段， -測量和評估電磁體的電流i和電壓u用于在第一階段(j=l)中和在第二階段(j=2)中確定第一和第二電感值Cf、, -估計、尤其是最小二乘估計第一階段(j=l)的第一電感值￡f和第二階段(j=2)的第二電感值f,;:，其中在估計電感值時，考慮磁性軸承、尤其是磁性軸承的電磁體的電阻Rn， -根據所估計的電感值￡^、@計算對象相對于磁性軸承的位置。6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，利用根據權利要求之一I或2所述的方法來確定電阻Rn。7.根據權利要求5或6所述的方法，其特征在于，為了計算對象的位置，使用從所估計的電感值￡^'、求平均的電感I。8.根據權利要求5至7之一所述的方法,其特征在于,從所估計的電感值中計算對象的速度。9.根據權利要求5至8之一所述的方法，其特征在于，在第一階段(j=l)中在N1個測量點處并且在第二階段(j=2沖在N2個測量點處測量電流(其中Is 二 O____,Nj - IX10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，對于第一階段(j=l)并且對于第二階段(j=2)分別從在％個測量點處所測量的電流值(其中k] = 0, . . ., N; — I)中形成電流平均值Ij。11.根據權利要求9或10所述的方法，其特征在于，對于第一階段(j=l)并且對于第二階段(j=2)，尤其是借助于最小二乘法分別確定電流初始條件和電流最終條件tf..并且從這些條件中確定第一階段(j=l)和第二階段(j=2)的電流偏移A.i:.=丨，其中電流偏移M::進入到電感值Ef、的估計中。12.根據權利要求10和11所述的方法，其特征在于，借助于 -從電流初始條件和電流最終條件所確定的電流偏移At — ... L , — ,, -測量點的數量H -第一階段(j=l)和第二階段(j=2)的電流平均值\ ,和 -第一階段(j=l)和第二階段(j=2)的所估計的電感值Df的差， 來計算電感的平均值H并且從中計算對象的位置和/或速度。全文摘要本專利技術涉及用于磁軸承結構的無傳感器式位置確定。磁性軸承結構用于借助于磁場支承對象，所述磁場一般通過電磁體產生。為了調節軸承，對象相對于軸承的位置是感興趣的。根據電感估計可以確定對象位置。電感估計借助于最小二乘法來實施，其中可以考慮軸承的電阻。電阻例如由于溫度波動而遭受一定的變化。但是，不正確的電阻值以所估計的電感誤差(I)表現出來。因此建議一種方法，利用所述方法可以適配電阻。可以通過將電感誤差調節為零來估計電阻。電阻適配在此由低通濾波器和I調節器組成。文檔編號F16C32/04GK102812262SQ201180016689 公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月8日 優先權日2010年4月1日專利技術者T.格呂克, C.巴克曼, G.巴赫邁爾, D.貝格曼, W.克梅特米勒, A.庫吉 申請人:西門子公司本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：T格呂克，C巴克曼，G巴赫邁爾，D貝格曼，W克梅特米勒，A庫吉，
申請(專利權)人：西門子公司，
類型：發明
國別省市：
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