[发明专利]磁悬浮轴承的轴向位置检测方法、装置、机组及存储介质

说明书

本发明公开了一种磁悬浮轴承的轴向位置检测方法、装置、制冷机组及存储介质，该方法包括：在接收到轴向轴承的轴向参考位置的检测指令的情况下，获取转轴的径向位置；根据转轴的径向位置，向径向轴承线圈通入电流控制转轴在径向上的位移为0；向轴向轴承线圈通入电流，控制转轴在轴向上前后移动到最大移动范围，得到转轴在轴向上的轴向变化范围；确定轴向变化范围的中心点，将轴向变化范围的中心点确定为轴向轴承的轴向参考位置，以实现对磁悬浮轴承的轴向位置的检测。该方案，通过在检测制冷机组中磁悬浮轴承的轴向参考位置时，减小转轴轴向移动的摩擦力，以使转轴移动方便。

技术领域

本发明属于磁悬浮技术领域，具体涉及一种磁悬浮轴承的轴向位置检测方法、装置、制冷机组及存储介质。

背景技术

磁悬浮装置在稳定悬浮之前都要进行预期位置的设置，轴承线圈(即磁悬浮轴承的定子线圈)中的电流由小到大类似于正弦波一样逐渐变化，使转轴的位置发生偏移一周，而移动范围的中心点即可作为预期位置，这一步称作检测参考位置。

将检测参考位置分为前后两步，即检测径向参考位置和检测轴向参考位置。检测径向参考位置时轴向轴承线圈中是没有电流通过的，同理，检测轴向参考位置时径向轴承线圈中也没有电流通过。检测轴向参考位置时，要克服转轴与保护轴承的摩擦力进行移动，对于小冷量的磁悬浮离心机组来说，转轴设计相对较小，质量轻，移动相对容易。而对大冷量机组来说，转轴设计的很大，质量很大，这样检测轴向参考位置时转轴会因摩擦力作用而不能移动，或者移动艰难造成磨轴。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种磁悬浮轴承的轴向位置检测方法、装置、制冷机组及存储介质，以解决在检测制冷机组中磁悬浮轴承的轴向参考位置时，存在转轴移动困难的问题，达到通过在检测制冷机组中磁悬浮轴承的轴向参考位置时，减小转轴轴向移动的摩擦力，以使转轴移动方便的效果。

本发明提供一种磁悬浮轴承的轴向位置检测方法中，所述磁悬浮轴承，包括：转轴、轴向轴承和径向轴承；所述磁悬浮轴承的轴承线圈，包括：所述轴向轴承的轴向轴承线圈，以及所述径向轴承的径向轴承线圈；所述磁悬浮轴承的轴向位置检测方法，包括：在接收到所述轴向轴承的轴向参考位置的检测指令的情况下，获取所述转轴的径向位置；根据所述转轴的径向位置，向所述径向轴承线圈通入电流控制所述转轴在径向上的位移为0；向所述轴向轴承线圈通入电流，控制所述转轴在轴向上前后移动到最大移动范围，得到所述转轴在轴向上的轴向变化范围；确定所述轴向变化范围的中心点，将所述轴向变化范围的中心点确定为所述轴向轴承的轴向参考位置，以实现对所述磁悬浮轴承的轴向位置的检测。

在一些实施方式中，根据所述转轴的径向位置，向所述径向轴承线圈通入电流控制所述转轴在径向上的位移为0，包括：确定径向电流；向所述径向轴承通入所述径向电流，以使所述径向轴承线圈产生电磁力，该电磁力至少能够抵消所述转轴的部分重力。

在一些实施方式中，确定径向电流，包括：

根据以下公式，计算所述径向电流：

其中，μ₀为真空磁导率，A为所述径向轴承的磁极面积，N为绕组匝数，I为径向轴承线圈中的电流即径向电流，x为等效竖直方向上的距离，k为小于1的计算系数，m为轴的质量，g为重力加速度。

在一些实施方式中，向所述径向轴承通入所述径向电流，包括：根据所述径向电流，确定所述径向轴承线圈的充电时间；根据所述充电时间与设定的PWM周期的比值，确定有效占空比，并按所述有效占空比向所述径向轴承线圈输出电流。

在一些实施方式中，向所述轴向轴承线圈通入电流，控制所述转轴在轴向上前后移动到最大移动范围，包括：按先由小变大、再由大变小的电流变化方式，向所述轴向轴承线圈通入电流，以控制所述转轴在轴向上前后移动到最大移动范围。