本技术涉及磁悬浮电机磁轴承控制，具体为一种磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置。
背景技术：
1、随着磁悬浮电机技术的发展，较于传统的机械轴承电机具有体积小、速度高、节能及维护成本低等优势，其被逐步广泛应用于核电、污水处理、养殖业等各行业中。而磁悬浮电机稳定可靠运行的关键是在磁感应线圈中产生稳定且动态性能较好的安培力，因此需要通过磁感应线圈中的电流精度要高且动态响应性能要快。如果磁感应线圈中电流发生剧烈的波动，将会使磁轴承位置发生较大的变动，从而使电机不能稳定的运行。电机的不稳定运行，轻则导致电机的失控损坏重则引起电机所在的系统较为严重的后果。因此对如何有效控制磁悬浮电机磁轴承的电流大小、方向、精度和稳定的动态响应是很有必要的。
2、其中一种技术是对电磁轴承进行精确建模，而电磁轴承精确的建模非常困难，一是因为电磁轴承本身是一种非线性系统，二是控制系统中传感器存在噪声干扰，控制器处理数据有延时，使得电磁轴承控制器的设计存在一定难度。目前也有国内外学者提出在一定条件下借助不同的磁轴承电流控制方法实现对磁轴承电流的控制，主要有数字电路、控制算法、模拟电路控制等。相比较通过数字电路及软件算法来实现电流控制，比较复杂且难以实现，而电磁轴承控制系统中存在噪声干扰，数字电路易受到干扰，对电路设计也是一种考验。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置，解决了现有的磁轴承电流控制方式存在缺陷的问题。
3、(二)技术方案
4、为解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：一种磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置，所述双向控制装置包括基准窗口电压单元、窗口电压比较单元、输出波形单元和功率变换单元，所述窗口电压比较单元的一端分别连接基准窗口电压单元、控制信号ig，窗口电压比较单元的另一端连接输出波形单元的一端，所述输出波形单元的另一端连接功率变换单元的一端，所述功率变换单元的另一端连接磁悬浮电机磁轴承，所述窗口电压比较单元将控制信号ig比较后通过输出波形单元和功率变换单元输出可变电流至磁悬浮电机磁轴承。
5、优选地，所述基准窗口电压单元基于比较芯片u2、第一稳压管d1以及多个电阻、电容提供基准信号，所述基准信号输出至窗口电压比较单元。
6、优选地，所述基准信号包括正向基准信号和负向基准信号。
7、优选地，所述窗口电压比较单元将控制信号与基准进行比较后输出比较结果至输出波形单元。
8、优选地，所述输出波形单元根据比较结果输出pwm波形至功率变换单元，所述pwm波形包括第一波形、第二波形、第三波形和第四波形。
9、优选地，所述功率变换单元基于pwm波形得到可变电流。
10、优选地，所述可变电流包括正可变电流和负可变电流。
11、(三)有益效果
12、与现有技术相比，本实用新型提供了一种磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置，具备以下有益效果：
13、1、该双向控制装置将控制信号ig经基准窗口电压单元、窗口电压比较单元、输出波形单元和功率变换单元得到正可变电流和负可变电流至磁悬浮电机磁轴承，从而对磁悬浮电机磁轴承进行双向控制，解决了现有的磁轴承电流控制方式存在缺陷的问题，由于电路简单，也避免了电磁轴承控制系统中存在噪声干扰对得到的可变电流的影响。
14、2、该双向控制装置基于基准窗口电压单元中的第一芯片u1设置了正向基准信号vref+和负向基准信号vref-，并将得到的正向基准信号vref+和负向基准信号vref-输出至窗口电压比较单元，从而输出第一比较结果ign与第二比较结果igp，从而判断出输出至磁悬浮电机磁轴承的可变电流是正向的还是负向的，初步形成对可变电流的监控。
15、3、该双向控制装置基于输出波形单元和功率变换单元将第一比较结果ign与第二比较结果igp，并利用第二mos管q2、第四mos管q4、第一mos管q1和第三mos管q3输出正可变电流和负可变电流，从而实现对磁悬浮电机磁轴承的精确双向控制。
1.一种磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置，其特征在于：所述双向控制装置包括基准窗口电压单元、窗口电压比较单元、输出波形单元和功率变换单元，所述窗口电压比较单元的一端分别连接基准窗口电压单元、控制信号ig，窗口电压比较单元的另一端连接输出波形单元的一端，所述输出波形单元的另一端连接功率变换单元的一端，所述功率变换单元的另一端连接磁悬浮电机磁轴承，所述窗口电压比较单元将控制信号ig比较后通过输出波形单元和功率变换单元输出可变电流至磁悬浮电机磁轴承。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置，其特征在于：所述基准窗口电压单元基于第二芯片u1、第一稳压管d1以及多个电阻、电容提供基准信号，所述基准信号输出至窗口电压比较单元。
3.根据权利要求2所述的磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置，其特征在于：所述基准信号包括正向基准信号和负向基准信号。
4.根据权利要求1所述的磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置，其特征在于：所述窗口电压比较单元将控制信号与基准进行比较后输出比较结果至输出波形单元。
5.根据权利要求1所述的磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置，其特征在于：所述输出波形单元根据比较结果输出pwm波形至功率变换单元，所述pwm波形包括第一波形、第二波形、第三波形和第四波形。
6.根据权利要求1所述的磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置，其特征在于：所述功率变换单元基于pwm波形得到可变电流。
7.根据权利要求1或6所述的磁悬浮电机磁轴承电流的双向控制装置，其特征在于：所述可变电流包括正可变电流和负可变电流。