差動(dòng)測(cè)量方法由于具有測(cè)量靈敏度高、能減小傳感器溫漂誤差、降低共模信號(hào)干擾、消除傳感器偏置耦合等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于位移測(cè)量。磁軸承采用差動(dòng)方式測(cè)量轉(zhuǎn)子位移時(shí),雖然具有差動(dòng)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn),但也引入了因位移特性的不一致性而產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)差動(dòng)誤差、及因傳感器差動(dòng)安裝位置的不同而導(dǎo)致差分信號(hào)與轉(zhuǎn)子實(shí)際位移間產(chǎn)生的不同偏差等問題。針對(duì)以上問題,提出了一種磁軸承用位移傳感器差動(dòng)安裝的誤差補(bǔ)償方法,采用投影補(bǔ)償法補(bǔ)償差分信號(hào)中的位移特性不一致誤差,推導(dǎo)了差動(dòng)測(cè)量下轉(zhuǎn)子的位移方程,并通過位移方程求解出磁軸承轉(zhuǎn)子的實(shí)時(shí)位移。仿真及實(shí)驗(yàn)表明采用位移傳感器差動(dòng)安裝的誤差補(bǔ)償方法,轉(zhuǎn)子位移的差動(dòng)測(cè)量誤差從2.5%提高到了0.16%,對(duì)于提高磁軸承控制精度及穩(wěn)定性具有重要的意義。

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圖3 傳感器信號(hào)示意圖

式中:v1表示傳器1的輸出信號(hào);v2表示傳感2的輸出信號(hào);x表示傳感器實(shí)際測(cè)量的位移。則由幾何關(guān)系可知,傳感器2的輸出信號(hào)在傳感器1輸出信號(hào)上的投影表達(dá)式為:

圖4 傳感器安裝示意圖

式中:δ1表示傳感器1的安裝位置;Ds表示定子的內(nèi)徑。傳感器1到檢測(cè)坐標(biāo)系原點(diǎn)O2的距離L2為:

圖5 差分中心點(diǎn)

轉(zhuǎn)子位移方程表明,當(dāng)位移傳感的安裝位置確定后,差分信號(hào)與轉(zhuǎn)子實(shí)際位移的偏差也隨之確定下來。如圖5所示為差分中心點(diǎn)。4仿真及實(shí)驗(yàn)分析

圖6 差動(dòng)測(cè)量的仿真模型

v1=3.3351x1-2.609v2=3.391x2-2.360式中:x1、x2分別為傳感器1和傳感器2的檢測(cè)位移;v1、v2分別為傳感器1和傳感器2的輸出信號(hào)。仿真模型如圖6所示。中心距離模塊表示轉(zhuǎn)子位于差分中心點(diǎn)時(shí),轉(zhuǎn)子表面到傳感器的距離;轉(zhuǎn)子位移模塊表示....

本文編號(hào)：4041997