[发明专利]磁悬浮轴承悬浮中心位置的修正系统和修正方法

说明书

本发明提供了一种磁悬浮轴承悬浮中心位置的修正方法及修正系统，其中，该方法包括以下步骤：检测磁悬浮离心机中止推盘两侧的电磁力的特征值；评估所检测到的所述特征值，并根据评估结果选择修正量Δz；依据所述修正量Δz调整轴向悬浮中心Zref的位置。

技术领域

本发明涉及一种磁悬浮轴承悬浮中心位置的修正系统和修正方法。

背景技术

磁悬浮离心机采用两个径向磁悬浮轴承和一个轴向磁悬浮轴承对转轴进行支承，工作在无油、无摩擦状态，具有高速、免维护等优点。磁悬浮离心机的电机转子装配在轴上，电机定子装配在压缩机壳体上。在磁悬浮离心机启动前，通常需要为电磁轴承确定磁悬浮中心位置，以保证止推盘力平衡地悬浮于轴向轴承的几何中心。

然而在常规检测中却忽略了电机定转子装配不对中的情况。由于零件加工误差及装配工艺等原因，在装配电机时很难保证电机定子和转子在垂直方向的中心线重合，从而出现了定转子轴向不对中的情况。如附图1所示，其中定子的中心线与转子中心线之间存在明显的位置偏差。如果轴向悬浮中心位置选择不合适，则磁悬浮离心机在高速旋转时由于这种不对中会在轴向方向产生一个拉力(简称轴向不对中拉力)。

这种不对中所产生的轴向不对中拉力也会作用在轴向轴承上，可理解为有3个力作用在止推盘上，具体受力分析如附图3所示，其中F1和F2为轴向1和轴向2的电磁力，F3为电机定转子不对中产生的轴向不对中拉力，一旦装配完成之后，F3基本不会变化，只能通过调节F1和F2来实现轴向轴承的受力平衡，增加了轴向轴承的控制复杂度。

不对中拉力对轴向磁悬浮轴承的控制影响比较大，严重情况会导致转子失稳，降低了磁悬浮离心机的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种磁悬浮离心机的悬浮中心位置修正方法以及用于悬浮中心位置的修正系统，从而可有效消除由于定转子不对中产生的轴向不对中拉力，降低了轴向磁悬浮轴承控制复杂度，可提高磁悬浮离心机的稳定性。

本发明的目的在于提供一种用于磁悬浮轴承悬浮中心位置的修正方法。该修正方法包括以下步骤：检测磁悬浮离心机中止推盘两侧的电磁力的特征值；评估所检测到的所述特征值，并根据评估结果选择修正量Δz，依据所述修正量Δz调整轴向悬浮中心Zref的位置。

可选地，在检测磁悬浮离心机中止推盘两侧的电磁力的特征值之前，根据本发明的方法还包括：获取轴向悬浮中心的位置；并将止推盘的位置定位在轴向悬浮中心处。在获取轴向悬浮中心时，分别检测止推盘的最大位移和最小位移。获取最大位移和最小位移的平均值作为轴向悬浮中心，从而止推盘位于轴向轴承的几何中心位置。

可选地，在止推盘位于轴向轴承的几何中心位置时，检测表征止推盘两侧的电磁力的特征值。优选地，在止推盘的一侧检测到第一轴向悬浮电流IZ1和在止推盘的另一侧检测到第二轴向悬浮电流IZ2。

可选地，根据本发明的修正方法中，评估所检测到的特征值包括：对IZ1和IZ2进行取差运算，得到差值；比较该差值的绝对值与预设阈值的大小；根据评估结果选择修正量Δz，包括：根据比较结果确定与比较结果对应的修正量。

可选地，在比较结果指示绝对值大于预设阈值时，将所获取的轴向悬浮中心与修正量之差作为修正后的轴向悬浮中心，并依据修正后的轴向悬浮中心调整轴向悬浮中心的位置。在比较结果指示绝对值小于预设阈值时，停止对轴向悬浮中心的修正过程

可选地，将止推盘的位置调整到修正后的轴向悬浮中心处，并再次检测和评估止推盘两侧的轴向悬浮电流。如果再次检测到的轴向悬浮电流依然不符合评估标准，则重复上述评估和修正过程，直到IZ1-IZ2的绝对值小于阈值为止。