Active Magnetic Bearing System Identification Methods and Rotor Model Updating

Active magnetic bearing is a type of bearing which uses magnetic field to levitate the rotor. These bearings require continuous control of the currents in electromagnets and data from position of the rotor and the measured current from electromagnets. Because of this different identification methods can be implemented with no additional hardware. In this thesis the focus was to implement and test identification methods for active magnetic bearing system and to update the rotor model. Magnetic center calibration is a method used to locate the magnetic center of the rotor. Rotor model identification is an identification method used to identify the rotor model. Rotor model update is a method used to update the rotor model based on identification data. These methods were implemented and tested with a real machine where rotor was levitated with active magnetic bearings and the functionality of the methods was ensured. Methods were developed with further extension in mind and also with the possibility to apply them for different machines with ease.

Aktiivinen magneettilaakeri on laakerityyppi, jossa magneettikenttä leijuttaa roottoria. Nämä laakerit vaativat jatkuvaa sähkömagneettien virransäätöä ja tietoa roottorin paikasta ja mitattuja virtoja sähkömagneeteista. Tämän takia erilaisia identifiointimenetelmiä voidaan toteuttaa pelkästään magneettilaakeria hyödyntäen. Tässä työssä painopisteenä oli implementoida ja testata erilaisia identifiointimenetelmiä aktiiviseen magneettilaakerijärjestelmään ja päivittää roottorin mallia. Magneettisen keskipisteen kalibrointi on menetelmä, jolla roottorin magneettinen keskipiste etsitään. Roottorin mallin identifiointi on identifiointimenetelmä, jolla identifioidaan roottorin malli. Roottorin mallin päivittäminen on menetelmä, jolla roottorin mallia päivitetään identifioinnin perusteella. Nämä menetelmät toteutettiin ja testattiin oikealla moottorilla, jossa roottoria leijutettiin aktiivisilla magneettilaakereilla ja menetelmien toimivuus varmistettiin. Menetelmät suunniteltiin mahdolliset jatkokehitysmahdollisuudet huomioon ottaen ja lisäksi suunnittelussa otettiin huomioon erilaisten moottorien käyttäminen mahdollisimman vaivattomasti.