CN104061239A - 用于校正主动磁轴承参数变化的方法以及主动磁轴承 - Google Patents

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Abstract

用于校正主动磁轴承参数变化的方法以及主动磁轴承。至少在开始操作之前，主动磁轴承被检测到主动磁轴承的至少一个部件和/或整个主动磁轴承总成的参数的机械和/或电和/或安装变化和/或其它变化，随之将检测到的变化和/或基于变化的校正值记录在存储器（M）中，存储器（M）是主动磁轴承总成的组成部分，并且来自存储器（M）的这些变化和/或校正值随后用于在主动磁轴承的操作期间调整用于检测主动磁轴承中的旋转工作装置位置的系统。

Description

用于校正主动磁轴承参数变化的方法以及主动磁轴承
技术领域
本发明涉及用于校正主动磁轴承的部件和/或整体上主动磁轴承总成的参数变化的方法。
本发明还涉及用于承载旋转工作装置的主动磁轴承，其在基本主体中包括创建磁场的放置装置，在放置装置中布置旋转工作装置，并且主动磁轴承进一步包括旋转工作装置的位置传感器，由此，其中每个所述位置传感器与其输出信号的检测器和估计电路联合。
背景技术
出于承载非常快的旋转工作装置（例如，自由端纺纱机的纺纱转子）的目的，存在专门的装置，其借助受控的磁力来维持旋转工作装置在分配的空间中的位置。这样的设备一般被称为是主动磁轴承。
然而，主动磁轴承的已知实施例仍呈现一些缺陷，缺陷尤其存在于个体地设置每个轴承的参数的必要性中，缺陷尤其是由构成主动磁轴承的个体部件的特定的生产和/或电和/或操作和/或其它公差以及由在主动磁轴承的安装期间的机械公差引起。然而，部件的公差和安装期间的公差都不能够在循环性生产中被排除。这些公差导致如下的事实：虽然如此具有其具体参数的每个部件都满足包括允许的公差的所要求的参数，但是相同的部件的不同部分可能已经显示在允许的公差内的各种具体的参数，这在整个主动磁轴承的相对复杂的系统中导致具有旋转工作装置的整个主动磁轴承总成的合成属性和参数的可变性。所以，为了确保每个主动磁轴承的正确的功能，极其重要的是在其安装期间在操作单元处对每个主动磁轴承执行个体校准并且设置输出参数，其中，主动磁轴承用来确保悬浮（即，承载旋转工作装置的功能）。而且在维护操作单元期间，当一个主动磁轴承用另一个主动磁轴承取代时，有必要执行新的个体校准，并且根据在特定的操作单元处的特定的条件设置该新引入的主动磁轴承的输出参数。通过在“新”主动磁轴承的安装期间在特定的操作单元处的该个体的校准以及设置，修正了主动磁轴承的个体部件或整体上主动磁轴承的机械和/或电和/或操作和/或其它变化。在没有在主动磁轴承的安装期间在操作单元处的该校准和设置的情况下，主动磁轴承可能几乎不能实现其功能，因为该操作单元和/或区段和/或整个设备（机器）的电和电子装置将不能适当地操作主动磁轴承，以及适当地控制旋转工作装置的旋转和位置。
本发明的目标是消除或至少减小背景技术的缺陷，即消除或至少减小或简化在安装主动磁轴承期间在操作单元处分别地在每个操作单元处个体设置每个轴承的参数的必要性。
发明内容
本发明的目的通过用于校正主动磁轴承的部件和/或整体的主动磁轴承总成的参数变化的方法来达到，其原理存在于：至少在开始操作之前，主动磁轴承被检测到主动磁轴承的至少一个部件和/或整个主动磁轴承总成的参数的机械和/或电和/或安装变化和/或其它变化，随之将检测到的变化和/或根据变化的校正值记录在存储器中，存储器是主动磁轴承总成的部分，并且来自存储器（M）的这些变化和/或校正值随后用于在主动磁轴承的操作期间调整用于检测主动磁轴承中的旋转工作装置位置的系统。
本发明的目的还通过用于承载旋转工作装置的主动磁轴承来达到，其原理存在于：在主动磁轴承总成中布置有存储器（M），存储器（M）中存储有主动磁轴承的至少一个部件的生产和/或电和/或安装变化的值和/或整个主动磁轴承总成的变化的值，和/或在存储器（M）中存储有根据变化形成的校正值，由此，存储器（M）、控制系统和/或位置传感器的输出信号的检测器和/或估计电路是互连的或能够互连。
与背景技术相比，该解决方案的优点是作为整个系统生产并操作主动磁轴承，其相对于主动磁轴承在其中使用的机器的其它部分在工作参数方面显现得相同，而不必根据整个机器的特特定操作单元和其它部分专门地设置每个主动磁轴承总成。因此，遍及整个使用寿命，每个主动磁轴承在内部或在外部上包含用于其适当的操作所需要的数据，而没有在安装期间在特别的操作单元处的专门设置和校准。
附图说明
在附图中示意性地表示本发明，其中图1示出了具有自由端纺纱机的无转轴纺纱转子的位置传感器的主动磁轴承的基本部分的布置的示例，图2表示具有转轴纺纱转子的位置传感器的主动磁轴承的基本部分的布置的示例，图3示出了纺纱转子位置传感器的布置和连接的实施例的示例，图4表示通过控制系统的对主动磁轴承的布置和控制的流程图，所述控制系统不是主动磁轴承总成的部分，以及图5提供了生成用于纺纱转子位置传感器的输出信号的检测器的校正信号的流程图。
具体实施方式
根据对用于承载自由端纺纱机的纺纱转子的主动磁轴承的实施例的示例的下面的描述，本发明将变得更加显而易见，其中纺纱转子是旋转工作装置。
自由端纺纱机包括至少一行彼此相邻设置的操作单元。除了许多其它部件，每个操作单元还包括纺纱单元0，在纺纱单元0中除了许多其它部件外还布置有主动磁轴承，在主动磁轴承中可旋转地装配纺纱转子1。主动磁轴承例如借助图示的电磁稳定系统13来确保维持在轴承中纺纱转子1相对于轴承的其它部分的位置。提供驱动系统12来确保纺纱转子1的旋转。
在图1的实施例中，图示了两侧开口无转轴纺纱转子，一侧开口无转轴纺纱转子是类似的。
在图2的实施例中，纺纱转子1被装配在转轴14上，转轴14被布置在包括一对电磁稳定系统13和一个驱动系统12的主动磁轴承中，其转子由转轴14自身组成。
通过纺纱转子1的位置，我们理解在三维坐标系中放置纺纱转子1，包括纺纱转子1的当前旋转轴OA（即，纺纱转子1的实际旋转轴）相对于纺纱转子1的理论旋转轴OI的位置，所述理论旋转轴OI由主动磁轴承、纺纱单元和纺纱转子1的几何形状来确定。主动磁轴承中的纺纱转子1的位置或者当前轴OA相对于真实旋转轴的位置由检测主动磁轴承中的纺纱转子1的位置的系统来检测。
检测纺纱转子1位置的系统包括纺纱转子1的位置传感器A，其与位置传感器A的输出信号的检测器D耦合，并且还与估计电路VO以及与控制系统RS耦合，所述控制系统RS是主动磁轴承总成的部分或者不是其的部分。纺纱转子1的位置传感器A用来记录纺纱转子1的径向移位（即，纺纱转子1的当前旋转轴OA相对于纺纱转子1的理论旋转轴OI的径向移位），和/或用来记录纺纱转子1的倾斜（即，纺纱转子1的当前旋转轴OA相对于纺纱转子1的理论旋转轴OI的倾斜）。图1示出了用于记录径向移位以及纺纱转子1的倾斜的位置传感器A，其中传感器A被设置为与纺纱转子1的圆柱壁相对以及与纺纱转子1的旋转轴OA、OI垂直的纺纱转子1的壁相对两者。图3和图5示出了当位置传感器A被布置成与纺纱转子1的圆柱壁相对时用于记录纺纱转子1的径向移位的位置传感器A。
在实施例的示例中，位置传感器A被设计为具有共同的印刷电路板上的线圈对的高频变压器，并且在输入级处由具有约至少数十MHz的频率（通常具有从数十MHz至数百MHz的频率，尤其是从20MHz及以上的频率）的高频激励信号激励。位置的输出信号A由连接的检测器D处理，检测器D的输出信号进一步用于检测主动磁轴承中的纺纱转子1的位置。
校正所使用部件的机械和/或电和/或操作和/或其它变化（即，由部件的公差、生产中的不精确和/或其它影响引起的机械和/或电和/或操作和/或其它变化）的过程以如下方式执行：使得在主动磁轴承总成的生产期间（例如，在其校准期间），但至少在操作单元处使用给定的主动磁轴承总成达第一时间之前，检测构成主动磁轴承的至少一些当前使用的部件的个体参数和/或参数的变化和/或整个主动磁轴承总成的参数或参数的变化，并且将这些参数和/或它们的变化直接记录在存储器M中和/或以基于检测到的反射的校正值形式记录在存储器M中，所述存储器M是主动磁轴承的一部分。随后在主动磁轴承的操作期间从存储器M获得这些变化和/或校正值，并且被用于对检测主动磁轴承中的旋转工作装置的位置的系统的调整（即用于对纺纱转子1的位置传感器A的输出信号的检测和估计），和/或用于随着旋转工作装置、相对于检测的纺纱转子1的位置来控制主动磁轴承并执行主动磁轴承中的旋转工作装置的位置的稳定。
对检测主动磁轴承中的旋转工作装置的位置的系统的调整的过程通过在生成器G中生成校正信号来执行，例如借助各种模拟和数字装置（即，具有模拟或数字输出信号的装置（生成器G））校正信号从所述生成器被直接供应给主动磁轴承的系统，或者被供应给检测主动磁轴承中的旋转工作装置的位置的系统、估计电路、检测器D等等。根据实施例的其它示例，对检测主动磁轴承中的旋转工作装置的位置的系统的调整通过变换或计算（例如，通过根据由检测主动磁轴承中的旋转工作装置的位置的系统确定的值以及根据从存储器M获得的数据在主动磁轴承的控制系统RS中执行的数字变换或计算）来执行。此外，控制系统RS是主动磁轴承总成的组成部分或者是外部的。
为了安全的目的以及为了实践原因，用于存储校正值的存储器M（无论它是数字、模拟还是另一种类型的存储器M）与主动磁轴承总成不可分离地连接，无论它与主动磁轴承的电或电子电路连接还是它与主动磁轴承的机械系统（诸如框架、印刷电路板等等）连接。存储器M可以由包含用于手动设置主动磁轴承的动作元件以借助具有模拟或数字输出信号的生成器G（例如，连接在检测器D电路中的模拟电位计或为数字电位计等）生成校正信号的信息的纸张或塑料标签构成，在所述模拟电位计中存储器被实现为控制装置的机械设置（旋转）的角度。存储器M也可以是合适地选定的生成器G的组成部分，例如，它可以是单片数字电位计（例如，由Microchip公司制成的MCP4361等）的存储器闪存或EEPROM。具有存储器M的生成器G还可以由其它数字装置或其它数字可编程装置组成，它可以由以消费者为中心的集成电路等组成，集成电路还可以包括检测器D。这些数字或数字可编程装置则优选地是整体上主动磁轴承的组成部分。从生产和参数优化的观点出发，有利的情况是：上面提到的电子元件中的至少部分被包括在至少一个以消费者为中心的集成电路中。在电类型的存储器M的情况下，有利的情况是：这样的存储器M与其它电元件或电路（诸如纺纱转子1的位置传感器A和它们的输出信号的检测器D和连续的电子系统）一起被创建在共同印刷电路板上。因此，每个生产的主动磁轴承整体上包含在其整个存在期间精确地记录的数据，该数据用于生成校正信号来校正针对用于生产每个特定的主动磁轴承总成的特定部件的所有类型的变化。如果该特定的主动磁轴承总成在例如纺织机的操作单元处用另一个特定的主动磁轴承总成来取代，则可以非常快地、容易地且可靠地为特定的操作单元设置该新的主动磁轴承。

Claims (13)

1.一种用于校正主动磁轴承的部件和/或整体的主动磁轴承总成的参数变化的方法，其特征在于：至少在开始操作之前，所述主动磁轴承被检测到所述主动磁轴承的至少一个部件和/或整个主动磁轴承总成的参数的机械和/或电和/或安装变化和/或其它变化，随之将检测到的变化和/或基于所述变化的校正值记录在存储器（M）中，所述存储器（M）是主动磁轴承总成的组成部分，并且来自所述存储器（M）的这些变化和/或校正值随后用于在所述主动磁轴承的操作期间调整用于检测所述主动磁轴承中的旋转工作装置位置的系统。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：在所述主动磁轴承的生产和安装期间的其校准期间检测所述主动磁轴承的个体部件和/或所述整个主动磁轴承总成的参数的机械和/或电和/或安装和/或其它变化。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：通过在旋转工作装置位置的稳定期间把根据从存储器（M）直接获得的变化和/或校正值确定的模拟校正信号直接应用到用于检测所述主动磁轴承中的旋转工作装置的位置的所述系统的电或电子电路来执行对用于检测所述主动磁轴承中的旋转工作装置位置的系统的调整。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于：通过把模拟校正信号供应给旋转工作装置的位置传感器（A）的输出信号的检测器（D）的电路和/或供应给位置传感器（A）的输出信号的估计电路来执行对用于检测所述主动磁轴承中的旋转工作装置的位置的系统的调整。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于：通过使用存储在存储器（M）中的先前检测的变化和/或校正值的数字计算来在主动磁轴承的控制系统中执行对用于检测所述主动磁轴承中的旋转工作装置位置的系统的调整。
6.一种用于承受旋转工作装置的主动磁轴承，所述主动磁轴承在基本主体中包括创建磁场的放置装置，在放置装置中布置所述旋转工作装置，并且主动磁轴承进一步包括旋转工作装置的位置传感器，由此，其中每个所述位置传感器与其输出信号的检测器和估计电路联合，其特征在于：在所述主动磁轴承总成中布置有存储器（M），存储器（M）中存储有主动磁轴承的至少一个部件的生产和/或电和/或安装变化的值和/或整个主动磁轴承总成的变化的值，和/或在所述存储器（M）中存储有根据所述变化形成的校正值，由此，所述存储器（M）、控制系统和/或位置传感器（A）的输出信号的检测器（D）和/或估计电路是互连的或能够互连。
7.根据权利要求6的主动磁轴承，其特征在于：所述存储器（M）与至少一个校正信号的生成器（G）连接。
8.根据权利要求7的主动磁轴承，其特征在于：所述校正信号的生成器（G）由具有模拟输出信号的生成器组成。
9.根据权利要求8的主动磁轴承，其特征在于：具有模拟输出信号的所述生成器由具有机械控制装置的模拟电位计组成，并且存储器由所述机械控制装置的机械设置的角度创建。
10.根据权利要求8的主动磁轴承，其特征在于：具有模拟输出信号的所述生成器由一个或多个单片数字电位计组成，每个数字电位计均具有组成存储器（M）的它们自身的闪存或EEPROM存储器。
11.根据权利要求7的主动磁轴承，其特征在于：所述校正信号的生成器（G）由具有数字输出信号生成器组成。
12.根据权利要求7的主动磁轴承，其特征在于：所述校正信号的生成器（G）由至少一个具有所述存储器（M）的定制集成电路组成，并且所述位置传感器（A）的输出信号的检测器（D）也可能由至少一个具有所述存储器（M）的定制集成电路组成。
13.根据权利要求6的主动磁轴承，其特征在于：所述存储器（M）与控制系统（RS）连接，所述控制系统（RS）被提供有数字计算装置，所述数字计算装置数字计算根据存储在所述存储器（M）中的所述变化和/或校正值对用于检测所述旋转工作装置位置的系统的调整以及用于检测所述旋转工作装置的位置的系统的数据。
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