【技术实现步骤摘要】
本技术涉及位移传感器，尤其涉及一种具有冗余结构的差动变压器式位移传感器。
技术介绍
1、随着科学技术的发展和生产的需求，磁悬浮高速电机已成为国际电工领域研究的热点之一。由于磁悬浮高速电机具有能量密度高、结构尺寸小、效率高、无需润滑等优点，目前已经广泛应用于高速离心式鼓风机、微型燃气轮机、高速离心压缩机、真空泵、有机朗肯循环发电、高速加工中心、飞轮储能等工业领域，并且其应用领域仍在不断扩大。磁悬浮高速电机的市场需求也迎来了爆发式的增长。
2、磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器四部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。
3、位移传感器作为磁悬浮技术系统闭环控制的关键部分，是磁悬浮高速电机的核心零部件，其可靠性直接决定了磁悬浮高速电机转子悬浮的稳定性。目前用的比较的多的有电涡流传感器、电容式位移传感器、磁位移传感器等，其中电涡流传感器应用比较广泛，但是在同一个系统中同时运行几个传感器，保持他们的调制频率同步是不可能的。电容式传感器对被测间隙之间的污物非常敏感，因为他们的存在改变了介电常数，并且非接触转子上的静电电荷也可能会引起干扰，从而影响检测精度。磁位移传感器需要额外的
技术实现思路
1、针对上述不足，本技术所要解决的技术问题是：提供一种具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，通过设置两个差动变压器式位移传感器，来对转子部分位移的高精度地、持续地检测，从而使得转子持续稳定的运行。
2、为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：
3、一种具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，包括圆筒状的基座，所述基座的外侧设置有主模组和副模组，所述主模组和所述副模组结构相同，所述主模组和所述副模组以所述基座的轴心为基准相差45度设置，且所述副模组作为所述主模组的后备模组；所述主模组和所述副模组均包括四个径向传感器组件和一个轴向传感器组件，四个所述径向传感器组件沿所述基座的周向均匀分布设置，所述轴向传感器组件沿着所述基座的轴向设置；每个所述径向传感器组件均包括径向铁芯、及间隔设在所述径向铁芯端面的径向初级线圈和径向次级线圈；四个所述径向传感器按照设置位置依次定义为x轴正向传感器组件，y轴负向传感器组件、x轴负向传感器组件和y轴正向传感器组件；所述轴向传感器组件包括轴向铁芯固定块、设在所述轴向铁芯固定块上的轴向铁芯、设在所述轴向铁芯端部中间的轴向初级线圈、及两个设在所述轴向铁芯端部两侧的轴向次级线圈，按照所述轴向传感器组件设置位置，两个所述轴向次级线圈分别定义为z轴负向次级线圈和z轴正向次级线圈，所述轴向初级线圈定义为z轴初级线圈；所述x轴负向传感器组件的x负径向初级线圈的一端与所述x轴正向传感器组件的x正径向初级线圈的一端串联，所述x负径向初级线圈的另一端和所述x正径向初级线圈的另一端接驱动电源；所述x轴负向传感器组件的x负径向次级线圈的一端与所述x轴正向传感器组件的x正径向次级线圈的一端按感应电动势反相串联，所述x负径向次级线圈的另一端和所述x正径向次级线圈的另一端用于输出初始差动信号vpx；所述y轴负向传感器组件的y负径向初级线圈的一端与所述y轴正向传感器组件的y正径向初级线圈的一端串联，所述y负径向初级线圈的另一端和所述y正径向初级线圈的另一端接驱动电源；所述y轴负向传感器组件的y负径向次级线圈的一端与所述y轴正向传感器组件的y正径向次级线圈的一端按感应电动势反相串联，所述y负径向次级线圈的另一端和所述y正径向次级线圈的另一端用于输出初始差动信号vpy；所述z轴初级线圈的两端接驱动电源，所述z轴负向次级线圈的一端与所述z轴正向次级线圈的一端按感应电动势反相串联，所述z轴负向次级线圈的另一端与所述z轴正向次级线圈的另一端用于输出初始差动信号vpz；所述输出初始差动信号vpx与转子x轴偏移对应，所述输出初始差动信号vpy与转子y轴偏移对应，所述输出初始差动信号vpz与转子z轴偏移对应。
4、优选方式为，所述径向初级线圈、所述径向次级线圈、两个所述轴向次级线圈和/或所述轴向初级线圈的电感值和电阻值偏差率不超过10％。
5、优选方式为，所述径向铁芯和/或所述轴向铁芯均由若干片规格和形状相同的导磁薄片叠压而成。
6、优选方式为，应用于磁悬浮高速电机，所述磁悬浮高速电机包括转子，所述转子穿过所述基座，且所述转子的外侧设置有导磁环、及设在所述导磁环两侧的隔磁环，所述导磁环与所述轴向传感器组件的所述轴向初级线圈正对设置。
7、优选方式为，所述径向初级线圈和所述径向次级线圈分别通过过盈配合嵌套在所述径向铁芯的端面上；和/或；所述径向初级线圈和所述径向次级线圈对称设在所述径向铁芯的端面上。
8、优选方式为，两个所述轴向次级线圈和所述轴向初级线圈分别通过过盈配合嵌套在所述轴向铁芯的端面上；和/或；两个所述轴向次级线圈对称设在所述轴向铁芯的端面上。
9、采用上述技术方案后，本技术的有益效果是：
10、由于本技术的具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，包括圆筒状的基座，基座的外侧设置有主模组和副模组，主模组和副模组结构相同，且主模组和副模组以基座的轴心为基准相差45度设置；主模组和副模组均包括四个径向传感器组件和一个轴向传感器组件，四个径向传感器组件沿基座的周向均匀分布设置，轴向传感器组件沿着基座的轴向设置；主模组和副模组均可采集转子在x轴、y轴和z轴的偏移，输出对应的初始差动信号；当主模组的径向传感器组件和轴向传感器组件失效时，立即启用副模组的径向传感器和轴向传感器组件。可见，本技术的具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，通过设置两个差动变压器式位移传感器，来对转子部分位移的高精度地、持续地检测，为控制部分实现对转子部分的稳定控制提供了精确且稳定的信号源，使得转子持续稳定的运行，从而保证磁悬浮高速电机的性能；同时解决了现有技术中转子上因设置多个不同类型位移传感器，导致无法保持所有位移传感器的调制频率同步的技术问题；具有结构简单、制作方便、灵敏度高、抗干扰能力强等优势的同时大大的提高了传感器的可靠性。
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1.一种具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，其特征在于，包括圆筒状的基座，所述基座的外侧设置有主模组和副模组，所述主模组和所述副模组结构相同，所述主模组和所述副模组以所述基座的轴心为基准相差45度设置，且所述副模组作为所述主模组的后备模组；
2.根据权利要求1所述的具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述径向初级线圈、所述径向次级线圈、两个所述轴向次级线圈和/或所述轴向初级线圈的电感值和电阻值偏差率不超过10％。
3.根据权利要求2所述的具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述径向铁芯和/或所述轴向铁芯均由若干片规格和形状相同的导磁薄片叠压而成。
4.根据权利要求1至3任一项所述的具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述径向初级线圈和所述径向次级线圈分别通过过盈配合嵌套在所述径向铁芯的端面上；和/或；所述径向初级线圈和所述径向次级线圈对称设在所述径向铁芯的端面上。
5.根据权利要求1至3任一项所述的具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，其特征在于，两个所述轴向次级线圈和所述轴向初级线圈分别
...【技术特征摘要】
1.一种具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，其特征在于，包括圆筒状的基座，所述基座的外侧设置有主模组和副模组，所述主模组和所述副模组结构相同，所述主模组和所述副模组以所述基座的轴心为基准相差45度设置，且所述副模组作为所述主模组的后备模组；
2.根据权利要求1所述的具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述径向初级线圈、所述径向次级线圈、两个所述轴向次级线圈和/或所述轴向初级线圈的电感值和电阻值偏差率不超过10％。
3.根据权利要求2所述的具有冗余结构的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述径向铁芯和...
【专利技术属性】
技术研发人员：王立峰，刘晓亮，苏明涛，刘国瑞，李树素，赵盛，赵以虎，张子健，王浩东，
申请(专利权)人：鸿陆智能科技山东有限公司，
类型：新型
国别省市：
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