ISSN10003762 CN41 -1148/TH
轴承2016年4期 Bearing 2016,No.4
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基于霍尔元件的磁悬浮心脏泵转子径向位移检测
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）
摘要：为实现人工心脏泵磁悬浮轴承转子位移的精确检测，利用ANSOFT/Maxwell2D有限元软件，仿真了径向永磁轴承内水磁环位移变化对其空间外某点处磁感应强度的影响特性，得出二者间的数学关系；提出了一种基于霍尔传感器的磁悬浮轴承转子径向2自由度位移检测的方案，通过解耦处理得到径向2自由度位移量求解公式；通过有限元仿真软件验证了该径向位移检测方法的正确性。研究表明：基于霍尔传感器的位移检测方法操作简单，且能准确的检测到径向2自由度位移量。
关键词：径向永磁轴承；人工心脏泵；霍尔传感器；有限元分析：位移检测；耦合
中图分类号：THI33.31;R318.11
文献标志码：A
文章编号：10003762(2016)04004604
Radical DisplacementDetectionforRotor of Magnetic Bearings inHeart
PumpBasedonHallElement
Xiao Linjing, Li Bo, Sun Chuanyu, Wen Yicheng, Xu Xiuxiu
(Cllege of Mechanical and Electronic Engineering, Shandong University af Science and Technology, Qingdao
266590,China)
Abstract: To achieve the accurate detection for rotor displacement of magnetie bearings in artificial heart pump, the in-fluencing characteristics of displacement variation of inner pemanent magnetic ring of radial permanent magnetic bear-ings on magnetic induction intensity at some point outside the space is simulated by using finite element software An sof/Maxwell 2D, the mathematical relationship is obtained. The scheme for two degree of freedom radial displacement detection of rotor for magnetic bearings is put forward based on Hall sensor. The solution formula for radial two degree
of freedom displacement is obtained by using decoupling treatme
and the validity of radial displacement deteetion
. The studies show that the displacement detection method
method is verified by using finite element simulation software.
based on Hall sensor is simple to operate and can aceurately detect two degree of freedom radial displacement
Key words: radial permanent magnetie bearing; artificial heart pump: Hall sensor; finite element analysis; displace ment detection; coupling
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)。心脏泵控制方式一般分为永磁控制、电磁
收稿日期：2015-10-21；修回日期：2015-12-25
基金项目：山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目（BS2013NJ015）：青岛市应用基础研究计划项目（15-9-1-66jch）：黄岛区科技项目（2014-1-39）
作者简介：肖林京(1966一)，男，山东沂水人，工学博士，教授，博士生导师，主要从事机电液一体化和磁悬浮技术研究；李波（1991一），男，山东济宁人，硕士研究生，主要从事磁悬浮技术和仪器仪表研究。
万方数据
控制和混合控制。永磁控制不需要控制系统，属手被动悬浮，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