Modelling of control system for an active magnetic bearing

Active Magnetic Bearing (AMB) supports a rotor by magnetic attractive forces, without any mechanical contact. The paper presents a field-circuit model of an active magnetic bearing including its control loop. The basic parameters of the active magnetic system has been obtained from a FEM analysis of an magnetic bearing actuator. The position control system is based on operation of the local conventional PID controller, which has been widely used in industrial applications of the active magnetic bearing systems. The parameters of the controller have been obtained with the use of the root locus method. The obtained simulation and experimental results are compared in case of lifting the rotor.

Aktywne łożysko magnetyczne podtrzymuje wirnik magnetycznymi siłami przyciągania, bez kontaktu mechanicznego. Przedstawiono model obwodów magnetycznych aktywnego łożyska magnetycznego włącznie z jego pętla sterowania. Podstawowe parametry aktywnego układu magnetycznego otrzymano z analizy FEM (metoda elementów skończonych) aktuatora łożyska magnetycznego. System sterowania położeniem oparty jest na działaniu lokalnego konwencjonalnego sterownika PID, który był szeroko stosowany w przemysłowych zastosowaniach systemów z aktywnymi łożyskami magnetycznymi. Parametry sterownika otrzymano metodą miejsca geometrycznego pierwiastków (równania charakterystycznego układu). Otrzymana symulacja i wyniki doświadczalne są porównane dla przypadku lewitacji wirnika.