工業技術研究院

技術簡介

本研究進行主動式磁浮軸承之質心解耦合控制技術開發與驗證，系統機械模型的推導，結合磁浮主軸運動模式與磁浮軸承線圈與感測器之位置，控制器結合比例-積分-微分控制器，進行控制系統增益與阻尼調整，並以工研院全自主研發的633kW二級葉輪感應型磁浮離心式壓縮機實測驗證。實驗部分包含壓縮機之各負載測試點之軌跡與電流。採用此控制法下進行系統鑑別，包括靈敏度鑑別，以此證明系統不會因為外部擾而造成不穩定。實驗結果顯示磁浮控制器採用質心解耦合控制技術後，可以將磁浮主軸之振動軌跡維持在ISO標準的30％以下及靈敏度12dB以下。

Abstract

In this research, center of gravity decoupling control technology development and verification are carried out. The derivation of the mechanical model of the system, combined with the motion mode of the maglev spindle and the position of the magnetic bearing coil and the sensor. The controller is combined with the proportional-integral-derivative control to adjust the gain and damping of the control system.The actual measurement and verification of the 633kW double impellers with induction motor of maglev centrifugal compressor. The experimental part includes traces and currents for each load test point of the compressor. The system identification under this control method, including sensitivity identification. It can prove that the system will not be unstable due to external disturbance. The experimental results show that the magnetic levitation controller can maintain the vibration trajectory of the magnetic levitation spindle below 30％ of the ISO standard and the sensitivity below 12dB after adopting the center of gravity decoupling control technology.

技術規格

脈衝寬調變通道10組；電流回授(解析度12bits) 10組；直流150V電壓輸入；數位輸出/輸入接腳10組(電壓24V)；徑向感測器訊號輸入(解析度12bits，輸入電壓範圍0-3V)4組；軸向感測器訊號輸入(解析度12bits，輸入電壓範圍0-3V)1組；速度感測器訊號輸入(解析度12bits，輸入電壓範圍0-3V)1組；雙數位訊號處理器架構；ISO14839-2震動標準區域A；ISO14839-3靈敏度12dB內靈敏度標準12dB內。

Technical Specification

Pulse width modulation 10 channels; current feedback (resolution 12bits) 10 channels; DC 150V voltage input; output/input pins (voltage 24V) 6 channels; radial sensor signal input (resolution 12bits, input Voltage range 0-3V) 4 channels; axial sensor signal input (resolution 12bits, input voltage range 0-3V) 1 channels; speed sensor signal input (resolution 12bits, input voltage range 0-3V) 1 channels; dual-DSP architecture; ISO14839-2 vibration standard zone A; ISO14839-3 sensitivity standard within 12dB.

技術特色

1.磁浮主軸精準、穩定控制。 2.PC人機監控。 3.技術已達實場驗證階段。 4.電壓異常偵測、震動軌跡異常偵測、轉速偵測、增益調整。

應用範圍

商業製程如食品、製藥、生物科技等。或住商應用如辦公大樓、學校、醫院等。

接受技術者具備基礎建議（設備）

須了解磁浮軸承控制法則、磁浮軸承驅動電路與磁浮軸承包含主軸之機械參數規格。

接受技術者具備基礎建議（專業）

須兼備程式語言、數位訊號處理器基礎、控制系統基礎與MATLAB基礎操作。

聯絡資訊