磁悬浮轴承系统的保护方法、装置、介质及轴承控制器与流程

专利2022-05-10  8



1.本发明涉及控制领域,尤其涉及一种磁悬浮轴承系统的保护方法、装置、介质及轴承控制器。


背景技术:

2.磁轴承支承转子由于具有转速高、振动小、无机械接触、噪音小和无需润滑优点,为了提高系统的可靠性和安全性,现有保护轴承大多采用角接触球轴承和采用石墨材料制成的自润滑保护轴承。这两种保护轴承可以保护转子在高速跌落下安全停机和磁轴承定子部分免遭碰撞。但是,在运输或者安装磁悬浮产品(如磁悬浮压缩机)的时候,转子在压缩机内晃动,严重时会因为转子与压缩机内的部件(如阻油套、梳齿)碰撞导致这些部件松动甚至损坏,轴承与转子气隙异常,损坏压缩机。


技术实现要素:

3.本发明的主要目的在于克服上述相关技术的缺陷,提供一种磁悬浮轴承系统的保护方法、装置、存储介质及轴承控制器,以解决相关技术中转子晃动撞击压缩机内部结构造成压缩机损坏的问题。
4.本发明一方面提供了一种磁悬浮轴承系统的保护方法,所述方法,括:确定所述磁悬浮轴承系统的转子是否处于未悬浮状态;当所述转子处于未悬浮状态时,控制所述磁悬浮轴承系统的前向轴承线圈和后向轴承线圈通电,或者控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈通电,以使所述转子固定。
5.可选地,控制所述磁悬浮轴承系统的前向轴承线圈和后向轴承线圈通电,以使所述转子固定,包括:控制所述前向轴承线圈中下部的单个线圈通电和所述后向轴承线圈中下部的单个线圈通电,产生电磁吸引力作用于所述转子,以使所述转子固定。
6.可选地,还包括:当接收到转子起浮命令时,控制前向轴承线圈和后向轴承线圈停止通电,或者控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈停止通电,以解除对所述转子的固定。
7.可选地,还包括:判断预设的保护模式是否为开启状态;在所述预设的保护模式为开启状态的情况下,执行本发明方法的步骤。
8.可选地,所述磁悬浮轴承系统的轴承控制器设有可插拔的储蓄电源,用于在接入所述轴承控制器时对所述轴承控制器进行供电。
9.本发明另一方面提供了一种磁悬浮轴承系统的保护装置,包括:确定单元,用于确定所述磁悬浮轴承系统的转子是否处于未悬浮状态;控制单元,用于当所述转子处于未悬浮状态时,控制所述磁悬浮轴承系统的前向轴承线圈和后向轴承线圈通电,以使所述转子固定。
10.可选地,所述控制单元,控制所述磁悬浮轴承系统的前向轴承线圈和后向轴承线圈通电,以使所述转子固定,包括:控制所述前向轴承线圈中下部的单个线圈通电和所述后
向轴承线圈中下部的单个线圈通电,产生电磁吸引力作用于所述转子,或者控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈通电,以使所述转子固定。
11.可选地,所述控制单元,还用于:当接收到转子起浮命令时,控制前向轴承线圈和后向轴承线圈停止通电,或者控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈停止通电,以解除对所述转子的固定。
12.可选地,还包括:判断单元,用于判断预设的保护模式是否为开启状态;在所述预设的保护模式为开启状态的情况下,执行本发明装置的功能。
13.可选地,所述磁悬浮轴承系统的轴承控制器设有可插拔的储蓄电源,用于在接入所述轴承控制器时对所述轴承控制器进行供电。
14.本发明又一方面提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
15.本发明再一方面提供了一种磁悬浮轴承系统的保护方法,包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
16.本发明再一方面提供了一种磁悬浮轴承系统的保护装置,包括前述任一所述的磁悬浮轴承系统的保护装置。
17.根据本发明的技术方案,通过轴承控制器控制轴向轴承出力吸引住转子,从而固定转子位置,避免其因特殊环境(如运输或安装过程)中晃动撞击造成磁悬浮压缩机损坏,保护磁悬浮转子和压缩机内部结构,避免转子在未悬浮状态下,因为运输、搬运和安装过程中转子晃动撞击压缩机内部结构造成压缩机损坏的问题。
18.根据本发明的技术方案,给轴承控制器增加一个可插拔储蓄电源,通过外部电源给轴承控制器供电,可在机组掉电的状态或无法给整个机组上电的情况下,持续给轴承控制器供电。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
20.图1是本发明提供的磁悬浮系统的保护方法的一实施例的方法示意图;
21.图2示出了磁悬浮轴承结构示意图;
22.图3是本发明提供的机器人点位自动校正装置的一实施例的结构示意图;
23.图4是本发明提供的磁悬浮轴承系统的保护方法的一具体实施例的方法示意图;
24.图5是本发明提供的磁悬浮轴承系统的保护装置的一实施例的结构框图。
具体实施方式
25.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
26.需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第
二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
27.本发明提供一种磁悬浮轴承系统的保护方法。所述方法可以在磁悬浮轴承系统的轴承控制器中实现。
28.图1是本发明提供的磁悬浮轴承系统的保护方法的一实施例的方法示意图。
29.如图1所示,根据本发明的一个实施例,所述方法至少包括步骤s110和步骤s120。
30.步骤s110,确定所述磁悬浮轴承系统的转子处于悬浮状态或未悬浮状态。
31.具体地,轴承控制器对转子的状态进行实时监控,当转子悬浮的时候,轴承控制器接收到转子悬浮稳定的标志。当转子处于未悬浮状态的时候,轴承控制器接收到转子未悬浮的标志。其中,控制器对转子执行起浮命令,当控制器通过位移传感器检测到转子悬浮到固定的位置时,即判断为悬浮稳定,产生转子悬浮稳定的标志;反之,则产生未悬浮稳定标志。
32.步骤s120,当所述转子处于未悬浮状态时,控制所述磁悬浮轴承系统的前向轴承线圈和后向轴承线圈通电,或者控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈通电,以使所述转子固定。
33.控制所述磁悬浮轴承系统的前向轴承线圈和后向轴承线圈通电,以使所述转子固定,具体可以包括:控制所述前向轴承线圈中下部的单个线圈通电和所述后向轴承线圈中下部的单个线圈通电,产生电磁吸引力作用于所述转子,以使所述转子固定。前向轴承中有上下两个线圈,后向轴承中也有上下两个线圈,单个线圈即前向轴承的下面那个线圈和后向轴承的下面那个线圈。更具体而言,轴承控制器分别控制前向轴承下部单个线圈通电和后向轴承下部单个线圈通电,并控制线圈输出稳定电流,产生稳定的电磁吸引力,固定住转子在压缩机腔体底部,使转子不会因为外力冲击而前后晃动撞击,损伤压缩机内部结构。例如,通过电流传感器对线圈电流进行采样反馈,实现轴承控制器mcu内部闭环计算控制线圈输出稳定的电流,产生稳定的电磁吸引力。
34.控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈通电,以使所述转子固定,具体可以包括:控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈通电,产生电磁吸引力,以使所述转子固定。即,控制磁悬浮轴承系统的轴向轴承单个线圈停止通电。
35.进一步地,当接收到转子起浮命令时,控制前向轴承线圈和后向轴承线圈停止通电,或者控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈停止通电,以解除对所述转子的固定。即轴承控制器分别控制前向轴承下部单个线圈停止通电和后向轴承下部单个线圈停止通电,或者轴承控制器控制磁悬浮轴承系统的轴向轴承单个线圈停止通电,以解除对所述转子的固定。
36.图2示出了磁悬浮轴承结构示意图。如图2所示,1、2分别为前向轴承线圈和后向轴承线圈,3为轴向轴承。控制前向轴承线圈1和后向轴承线圈2通电时,转子被前向轴承线圈1和后向轴承线圈2磁力吸引,固定在压缩机腔体底部。
37.可选地,所述磁悬浮轴承系统的轴承控制器设有可插拔的储蓄电源,用于在接入所述轴承控制器时对所述轴承控制器进行供电。所述可插拔的储蓄电源接入所述轴承控制器的情况,包括:安装、搬运和/或运输过程。
38.图3示出了本发明的控制关系示意图。如图3所示,磁悬浮轴承系统包括轴承控制器、前向轴承线圈、后向轴承线圈和电流传感器组成,轴承控制器设有可插拔的储蓄电源,在需要的场合(如安装、搬运和/或运输过程中),将可插拔的储蓄电池接入轴承控制器,对轴承控制器进行供电。例如,在轴承控制器电源的输入口,设置一个针座作为输入接口,储蓄电源的输出端为与其适配的针座接头,需要接储蓄电源时,直接从针座接口接入即可。在不需要的场合(例如,如机组有电或安装完毕,压缩机固定位置,停机下转子不会受外力冲击),可拆卸该储蓄电源,以作回收需要时使用。轴承控制器可闭环控制线圈输出稳定的电流,通过电流传感器对线圈电流进行采样反馈,实现轴承控制器mcu内部闭环计算控制线圈输出稳定的电流,产生稳定的电磁吸引力作用于转子,起到固定转子的作用。
39.可选地,所述方法还包括:判断预设的保护模式是否为开启状态;在所述预设的保护模式为开启状态的情况下,执行本发明方法的步骤。
40.具体地,可以预先设置保护模式,可以设置预设的保护模式是否开启,例如,所述磁悬浮轴承系统可以包括主控屏。主控屏可用于设定是否开启保护模式。可选地,主控屏还可以用于和监控显示线圈的电流和转子的状态。
41.可选地,所述预设的保护模式可以设置为自动开启。具体地,保护模式初始设置为关闭状态,当转子处于悬浮状态,继续保持所述保护模式为关闭状态;当转子处于未悬浮状态时,将所述保护模式设为开启状态,轴承控制器分别控制前向轴承下部单个线圈通电和后向轴承下部单个线圈通电,产生电磁吸引力,以使所述转子固定。当转子需要悬浮时,解除对转子的固定,并将所述保护模式设为关闭状态。
42.为清楚说明本发明技术方案,下面再以一个具体实施例对本发明提供的磁悬浮轴承系统的保护方法的执行流程进行描述。
43.图4是本发明提供的磁悬浮轴承系统的保护方法的一具体实施例的方法示意图。如图4所示,在轴承控制器中设定保护模式,并将保护模式设为关状态,轴承控制器对转子的状态进行实时监控,当转子悬浮的时候,轴承控制器接收到转子悬浮稳定的标志,此时继续保持保护模式为关的状态;当转子处于未悬浮的时候,轴承控制器接受到转子未悬浮的标志,此时将保护模式设为开状态,轴承控制器分别控制前向轴承下部单个线圈通电和后向轴承下部单个线圈通电,并通过电流传感器对线圈电流进行采样反馈,实现轴承控制器mcu内部闭环计算控制线圈输出稳定的电流,产生稳定的电磁吸引力,固定住转子在压缩机腔体底部,使转子不会因为外力冲击而前后晃动撞击,损伤压缩机内部结构。当转子需要悬浮时,轴承控制器收到起浮命令,轴承控制器解除对转子的固定,并将保护模式设为关状态,以保证转子正常悬浮工作不受影响。
44.本发明还提供一种磁悬浮轴承系统的保护装置。所述装置可以在磁悬浮轴承系统的轴承控制器中实现。
45.图5是本发明提供的磁悬浮轴承系统的保护装置的一实施例的结构框图。如图3所示,所述保护装置100包括确定单元110和控制单元120。
46.确定单元110用于确定所述磁悬浮轴承系统的转子是否处于未悬浮状态。
47.具体地,轴承控制器对转子的状态进行实时监控,当转子悬浮的时候,轴承控制器接收到转子悬浮稳定的标志。当转子处于未悬浮状态的时候,轴承控制器接收到转子未悬浮的标志。其中,控制器对转子执行起浮命令,当控制器通过位移传感器检测到转子悬浮到固定的位置时,即判断为悬浮稳定,产生转子悬浮稳定的标志;反之,则产生未悬浮稳定标志。
48.控制单元120用于当所述转子处于未悬浮状态时,控制所述磁悬浮轴承系统的前向轴承线圈和后向轴承线圈通电,或者控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈通电,以使所述转子固定。
49.控制单元120控制所述磁悬浮轴承系统的前向轴承线圈和后向轴承线圈通电,以使所述转子固定,具体可以包括:控制所述前向轴承线圈中下部的单个线圈通电和所述后向轴承线圈中下部的单个线圈通电,产生电磁吸引力作用于所述转子,以使所述转子固定。前向轴承中有上下两个线圈,后向轴承中也有上下两个线圈,单个线圈即前向轴承的下面那个线圈和后向轴承的下面那个线圈。更具体而言,轴承控制器分别控制前向轴承下部单个线圈通电和后向轴承下部单个线圈通电,并控制线圈输出稳定电流,产生稳定的电磁吸引力,固定住转子在压缩机腔体底部,使转子不会因为外力冲击而前后晃动撞击,损伤压缩机内部结构。例如,通过电流传感器对线圈电流进行采样反馈,实现轴承控制器mcu内部闭环计算控制线圈输出稳定的电流,产生稳定的电磁吸引力。
50.控制单元120控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈通电,以使所述转子固定,具体可以包括:控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈通电,产生电磁吸引力,以使所述转子固定。即,控制磁悬浮轴承系统的轴向轴承单个线圈停止通电。
51.进一步地,所述控制单元120还用于:当接收到转子起浮命令时,控制前向轴承线圈和后向轴承线圈停止通电,或者控制所述磁悬浮轴承系统的轴向轴承线圈停止通电,以解除对所述转子的固定。即轴承控制器分别控制前向轴承下部单个线圈停止通电和后向轴承下部单个线圈停止通电,或者轴承控制器控制磁悬浮轴承系统的轴向轴承单个线圈停止通电,以解除对所述转子的固定。
52.图2示出了磁悬浮轴承结构示意图。如图2所示,1、2分别为前向轴承线圈和后向轴承线圈,3为轴向轴承。控制前向轴承线圈1和后向轴承线圈2通电时,转子被前向轴承线圈1和后向轴承线圈2磁力吸引,固定在压缩机腔体底部。
53.可选地,所述磁悬浮轴承系统的轴承控制器设有可插拔的储蓄电源,用于在接入所述轴承控制器时对所述轴承控制器进行供电。所述可插拔的储蓄电源接入所述轴承控制器的情况,包括:安装、搬运和/或运输过程。
54.图3示出了本发明的控制关系示意图。如图3所示,磁悬浮轴承系统包括轴承控制器、前向轴承线圈、后向轴承线圈和电流传感器组成,轴承控制器设有可插拔的储蓄电源,在需要的场合(如安装、搬运和/或运输过程中),将可插拔的储蓄电池接入轴承控制器,对轴承控制器进行供电。例如,在轴承控制器电源的输入口,设置一个针座作为输入接口,储蓄电源的输出端为与其适配的针座接头,需要接储蓄电源时,直接从针座接口接入即可。在不需要的场合(例如,如机组有电或安装完毕,压缩机固定位置,停机下转子不会受外力冲击),可拆卸该储蓄电源,以作回收需要时使用。轴承控制器可闭环控制线圈输出稳定的电流,通过电流传感器对线圈电流进行采样反馈,实现轴承控制器mcu内部闭环计算控制线圈
输出稳定的电流,产生稳定的电磁吸引力作用于转子,起到固定转子的作用。
55.可选地,所述装置100还包括判断单元(图未示)。判断单元,用于判断预设的保护模式是否为开启状态;在所述预设的保护模式为开启状态的情况下,执行本发明装置的功能。
56.具体地,可以预先设置保护模式,可以设置预设的保护模式是否开启,例如,所述磁悬浮轴承系统可以包括主控屏。主控屏可用于设定是否开启保护模式。可选地,主控屏还可以用于和监控显示线圈的电流和转子的状态。
57.可选地,所述预设的保护模式可以设置为自动开启。具体地,保护模式初始设置为关闭状态,当转子处于悬浮状态,继续保持所述保护模式为关闭状态;当转子处于未悬浮状态时,将所述保护模式设为开启状态,轴承控制器分别控制前向轴承下部单个线圈通电和后向轴承下部单个线圈通电,产生电磁吸引力,以使所述转子固定。当转子需要悬浮时,解除对转子的固定,并将所述保护模式设为关闭状态。
58.本发明还提供对应于所述磁悬浮轴承系统的保护方法的一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。
59.本发明还提供对应于所述磁悬浮轴承系统的保护方法的一种轴承控制器,包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法的步骤。
60.本发明还提供对应于所述磁悬浮轴承系统的保护装置的一种轴承控制器,包括前述任一所述的磁悬浮轴承系统的保护装置。
61.据此,本发明提供的方案,通过轴承控制器控制轴向轴承出力吸引住转子,从而固定转子位置,避免其因特殊环境(如运输或安装过程)中晃动撞击造成磁悬浮压缩机损坏,保护磁悬浮转子和压缩机内部结构,避免转子在未悬浮状态下,因为运输、搬运和安装过程中转子晃动撞击压缩机内部结构造成压缩机损坏的问题。
62.根据本发明的技术方案,给轴承控制器增加一个可插拔储蓄电源,通过外部电源给轴承控制器供电,可在机组掉电的状态或无法给整个机组上电的情况下,持续给轴承控制器供电。
63.根据本发明的技术方案,在转子未悬浮的状态下启动预设保护模式,控制前向和后向轴承的电磁吸引力,固定住转子,防止转子在未悬浮状态下因为外力而晃动。该保护模式可设定启用或不启用,在相对稳定的环境中,可关闭该保护模式,并拆下可插拔储蓄电源作二次回收使用。通过主控屏可监控线圈电流和转子的状态,确保磁悬浮转子固定牢固。
64.本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施,那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说,归因于软件的性质,上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外,各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
65.在本技术所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,可以为
一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
66.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
67.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:u盘、只读存储器(rom,read

only memory)、随机存取存储器(ram,random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
68.以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
转载请注明原文地址: https://doc.8miu.com/read-1350124.html

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