CN110212811B - 一种电流控制装置、磁悬浮系统及其电流控制方法 - Google Patents
一种电流控制装置、磁悬浮系统及其电流控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110212811B CN110212811B CN201910447499.3A CN201910447499A CN110212811B CN 110212811 B CN110212811 B CN 110212811B CN 201910447499 A CN201910447499 A CN 201910447499A CN 110212811 B CN110212811 B CN 110212811B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- displacement
- suspension
- motor
- current
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 240
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 186
- 238000005339 levitation Methods 0.000 claims description 99
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N15/00—Holding or levitation devices using magnetic attraction or repulsion, not otherwise provided for
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电流控制装置、磁悬浮系统及其电流控制方法，该装置包括：位移比较单元；所述位移比较单元，设置在待控制的磁悬浮系统的电机控制系统与轴承控制系统之间，用于确定所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值；所述电机控制系统中的变频器，用于在所述悬浮位移大于或等于所述设定值的情况下，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低。本发明的方案，可以解决开环启动电流过大导致轴承保护而影响磁悬浮可靠性的问题，达到提升磁悬浮可靠性的效果。
Description
技术领域
本发明属于磁悬浮技术领域，具体涉及一种电流控制装置、磁悬浮系统及其电流控制方法，尤其涉及一种磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的启动电流控制装置、具有该装置的磁悬浮系统如磁悬浮压缩机、以及该磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的启动电流控制方法。
背景技术
磁悬浮压缩机系统的核心部件是磁悬浮轴承及电机，磁悬浮压缩机系统的简化示意图可以如图1所示。在磁悬浮压缩机系统中，通过轴承控制器实时调节磁悬浮轴承的轴承线圈电流，可以实现转子与定子之间的无接触支撑；通过变频器控制电机，可以实现磁悬浮压缩机的旋转。
其中，磁悬浮压缩机旋转启动前必须先通过轴承控制使转轴处于静态悬浮状态，磁悬浮压缩机驱动一般采用无传感器驱动方式，启动采用开闭环启动方式，开环控制过程中为了确保启动转矩大于不确定的负载转矩，开环电流一般取值较大。当开环电流取值过大，引起启动扭矩偏大时，启动开始阶段会对转轴造成一定的冲击，使启动初始阶段转轴悬浮精度变差，甚至短时间内悬浮精度超出保护间隙，导致轴承保护，最终压缩机启动失败，可以参见如图2和图3所示的例子。可见，磁悬浮压缩机启动开环电流的大小直接影响轴承悬浮精度，对于同一磁悬浮压缩机系统，启动电流越大，则磁悬浮压缩机开环启动时的悬浮精度越差；反之启动电流越小，磁悬浮压缩机开环启动时的悬浮精度越好。所以说，如果不对磁悬浮压缩机的启动电流进行控制，即采用固定大小的启动电流，当启动电流大于一定值时，压缩机开环启动阶段可能会导致轴承悬浮精度超出保护间隙，导致轴承保护，最终影响整个压缩机的可靠性及寿命。
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，针对上述缺陷，提供一种电流控制装置、磁悬浮系统及其电流控制方法，以解决开环启动电流过大导致轴承保护而影响磁悬浮可靠性的问题，达到提升磁悬浮可靠性的效果。
本发明提供一种电流控制装置，包括：位移比较单元；所述位移比较单元，设置在待控制的磁悬浮系统的电机控制系统与轴承控制系统之间，用于确定所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值；所述电机控制系统中的变频器，用于在所述悬浮位移大于或等于所述设定值的情况下，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低。
可选地，所述位移比较单元，包括：位移检测模块和比较器；其中，所述位移检测模块，用于检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移；所述比较器，用于将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值。
可选地，所述位移检测模块，还用于在检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移后，将所述悬浮位移转换为设定信号；所述设定信号，包括：电压信号；所述比较器将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，包括：将所述设定信号与预设的参考信号进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值；所述参考信号，小于所述磁悬浮电机在发生轴承位移保护时所对应的设定信号。
可选地，所述电机控制系统中的变频器控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低，包括：控制所述开环启动电流按设定降低方式降低；所述设定降低方式，包括：线性降低方式和/或阶梯状降低方式。
可选地，所述变频器，还用于在所述转轴悬浮至设定稳定程度后，确定是否接收到用于控制所述磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动的启动指令，以在接收到所述启动指令的情况下，基于所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值的情况对所述开环启动电流进行控制。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮系统，包括：以上所述的电流控制装置。
可选地，所述磁悬浮系统，包括：磁悬浮压缩机。
与上述磁悬浮系统相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮系统的电流控制方法，包括：确定所述磁悬浮系统的轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值；在所述悬浮位移大于或等于所述设定值的情况下，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低。
可选地，确定所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值，包括：检测所述磁悬浮系统的轴承控制系统中转轴的悬浮位移；将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值。
可选地，其中，检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移，包括：在检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移后，将所述悬浮位移转换为设定信号；所述设定信号，包括：电压信号；将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，包括：将所述设定信号与预设的参考信号进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值；所述参考信号，小于所述磁悬浮电机在发生轴承位移保护时所对应的设定信号。
可选地，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低，包括：控制所述开环启动电流按设定降低方式降低；所述设定降低方式，包括：线性降低方式和/或阶梯状降低方式。
可选地，还包括：在所述转轴悬浮至设定稳定程度后，确定是否接收到用于控制所述磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动的启动指令，以在接收到所述启动指令的情况下，基于所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值的情况对所述开环启动电流进行控制。
本发明的方案，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动时，判断磁悬浮轴承的悬浮精度，实时调节电机启动电流的大小，可以减小压缩机启动时对转轴的冲击，提高磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的可靠性。
进一步，本发明的方案，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动时，判断磁悬浮轴承的悬浮精度，实时调节电机启动电流的大小，可以提高启动时的轴承悬浮精度，使压缩机启动时不出现因启动电流过大引起的轴承保护问题，提升可靠性。
进一步，本发明的方案，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动时，判断磁悬浮轴承的悬浮精度，实时调节电机启动电流的大小，至少可以解决开环启动电流过大导致轴承保护而影响磁悬浮可靠性的问题，并延长了磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的使用寿命。
由此，本发明的方案，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动时，判断磁悬浮轴承的悬浮精度，实时调节电机启动电流的大小，减小压缩机启动时对转轴的冲击，解决开环启动电流过大导致轴承保护而影响磁悬浮可靠性的问题，从而，克服磁悬浮系统如磁悬浮压缩机易出现轴承保护、影响磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的可靠性甚至影响使用寿命的缺陷，实现不易出现轴承保护、有利于提升磁悬浮可靠性并延长使用寿命的有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为磁悬浮系统如磁悬浮压缩机或磁悬浮压缩机系统的简化结构示意图；
图2为电机启动电流过大导致轴承保护情况下的转轴悬浮位移变化曲线示意图；
图3为电机启动电流过大导致轴承保护情况下的电机启动电流变化曲线示意图；
图4为本发明的磁悬浮控制系统的一实施例的结构示意图；
图5为本发明的磁悬浮压缩机启动电流控制方法的一实施例的控制逻辑示意图；
图6为本发明的磁悬浮压缩机启动电流控制方法中电机开环启动电流按斜率直线下降的一实施例的电机开环启动电流变化曲线示意图；
图7为本发明的磁悬浮压缩机启动电流控制方法中电机开环启动电流按阶梯下降的一实施例的电机开环启动电流变化曲线示意图；
图8为本发明的电流控制方法的一实施例的流程示意图；
图9为本发明的方法中确定悬浮位移是否大于或等于设定值的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
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。
根据本发明的实施例，提供了一种电流控制装置。参见图4所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该电流控制装置可以包括：位移比较单元。所述位移比较单元，设置在待控制的磁悬浮系统的电机控制系统与轴承控制系统之间。
其中，所述电机控制系统，可以包括：变频器和电机。输入电源、变频器和电机依次连接。所述轴承控制系统，可以包括：轴承控制器、转轴和轴承，所述轴承控制器和所述轴承与所述转轴配合设置，变频器与轴承控制器连接。
例如：磁悬浮系统如磁悬浮压缩机或磁悬浮压缩机系统的控制框图如图4所示，主要可以包含：轴承控制器、轴承、电机、电机控制器、位移比较单元(如位移比较电路)。其中，在图4中，增加了电机控制系统及轴承控制系统之间的连接部分，即位移比较电路。
具体地，所述位移比较单元，可以用于确定所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值。
其中，悬浮位移，可以包括：位移检测模块(如位移传感器)检测到的轴承的悬浮位置与设定的悬浮参考位置之间的偏差。
可选地，所述位移比较单元，可以包括：位移检测模块和比较器。位移检测模块设置在转轴与比较器的第一输入端之间，比较器的第二输入端可以用于接收比较基准值如参考信号，比较器的输出端输出至变频器。
具体地，所述位移检测模块，可以用于检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移。
具体地，所述比较器，可以用于将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值。
其中，位移检测模块，可以在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的工作的全过程中对悬浮位移进行检测，而比较器只是在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的启动阶段对悬浮位移与设定值之间的关系进行比较。例如：所述位移检测模块，可以用于检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移；所述比较器，可以用于在所述磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动阶段，将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值。
例如：位移比较电路，可以包括：位移检测电路和比较器。其中，位移检测电路，可以实时检测转轴的悬浮位移d，并将此位移转化成电压信号Vdis，电压信号Vdis与参考电压Vref进行比较，当电压信号Vdis小于参考电压Vref时，比较器输出为0；当电压信号Vdis大于或等于参考电压Vref时，比较器输出为1。参考电压Vref的值要小于轴承位移保护时所对应的电压信号Vdis值。位移比较电路的输出提供给变频器。
由此，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动阶段检测其转轴的悬浮位移，并将检测所得悬浮位移与设定值进行比较以确定悬浮位移是否大于或等于设定值，使得对悬浮位移是否大于或等于设定值的确定可靠。
更可选地，所述位移检测模块，还可以用于在检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移后，将所述悬浮位移转换为设定信号。所述设定信号，可以包括：电压信号。
相应地，所述比较器将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，可以包括：将所述设定信号与预设的参考信号进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值；所述参考信号，小于所述磁悬浮电机在发生轴承位移保护时所对应的设定信号。
例如：所述位移检测模块，可以用于检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移，并将所述悬浮位移转换为设定信号。所述设定信号，可以包括：电压信号。所述比较器，可以用于将所述设定信号与预设的参考信号进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值；所述参考信号，小于所述磁悬浮电机在发生轴承位移保护时所对应的设定信号。其中，所述参考信号，是与所述设定值对应的比较基准。所述参考信号的类型与设定信号的类型一致，也就是说，所述参考信号也可以包括电压信号。
由此，通过将悬浮位移转换为设定信号后再将该设定信号与参考信号进行比较，比较方式简便，且比较结果精准。
具体地，所述电机控制系统中的变频器，可以用于在所述悬浮位移大于或等于所述设定值的情况下，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低；在所述悬浮位移小于所述设定值的情况下，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流保持当前值。例如：轴承和轴承控制器中，轴承控制器可以通过转轴的悬浮位移，实时调整轴承线圈的电流，从而调整轴承出力，实现转轴稳定悬浮在中心位置附近。又如：电机及变频器中，变频器可以控制电机的电流，使电机按设定的转速稳定旋转。电机的启动电流根据位移比较电路的输出，进行实时调整，当位移比较电路输出为1时，电机启动电流按一定控制思路减小；当位移比较电路输出为0时，启动电流保持不变。
例如：通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动时，判断磁悬浮轴承的悬浮精度，实时调节电机启动电流的大小，减小压缩机启动时对转轴的冲击，从而提高启动时的轴承悬浮精度，使压缩机启动时不出现因启动电流过大引起的轴承保护问题；从而，可以解决磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动过程中，因电机开环启动电流大，导致磁悬浮轴承悬浮精度超出保护间隙，引发轴承保护，引起磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动失败的问题；提高了磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的可靠性，并延长了磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的使用寿命。
由此，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动阶段，在轴承控制系统中转轴的悬浮位移大于或等于设定值的情况下控制电机控制系统中电机的开环启动电流降低，以减小压缩机启动时对转轴的冲击，提升悬浮精度，保证了磁悬浮压缩机自身的可靠性和安全性，也有利于延长磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的使用寿命。
可选地，所述电机控制系统中的变频器控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低，可以包括：控制所述开环启动电流按设定降低方式降低。所述设定降低方式，可以包括：线性降低方式和/或阶梯状降低方式。
例如：开环启动电流的降低方式可以线性降低，也可以按照阶梯状等其它方式降低，如图6和图7所示。在图6和图7中，图6是按斜率直线下降，通过斜率来调整，下降过程中每个时刻的值都不一样；图7是阶梯下降，下降过程中，不同阶梯上的值不一样，同一阶梯的值是一样的。其中，降低或减少的量，需要根据不同的应用场合来选取，线性降低方式可设定斜率；阶梯方式可设定步长，如步长设为初始电流的0.02倍等。
由此，通过多种降低方式对开环启动电流进行降低，一方面降低方式灵活，另一方面可以满足多种场合下的降低需求，可靠且安全。
在一个可选实施方式中，还可以包括：对所述悬浮位移是否大于或等于设定值的确定时机进行控制的过程，具体可以包括：所述变频器，还可以用于在所述转轴悬浮至设定稳定程度后，确定是否接收到可以用于控制所述磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动的启动指令，以在接收到所述启动指令的情况下，基于所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值的情况对所述开环启动电流进行控制。
例如：所述变频器，还可以用于在所述转轴悬浮至设定稳定程度后，确定是否接收到可以用于控制所述磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动的启动指令，以在接收到所述启动指令的情况下，基于所述悬浮位移大于或等于所述设定值的情况控制所述开环启动电流降低，基于所述悬浮位移小于所述设定值的情况控制所述开环启动电流保持当前值。
例如：如图5所示，本发明的方案中，变频器待转轴悬浮稳定后，检测启动指令，当接收到启动指令，则判断转轴的悬浮位移是否达到设定值，若达到设定值，则降低电机开环启动电流I0，这样转轴所受的冲击力也减小，转轴悬浮偏移重心位置的位移也减少，从而使它不超过设定值。
由此，通过在确定接收的启动指令的情况下才启动对开环启动电流是否需要降低的控制，可以避免随意控制开关启动电流影响悬浮精度也增加控制能耗，有利于提升对开环启动电流控制的精准性和可靠性。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动时，判断磁悬浮轴承的悬浮精度，实时调节电机启动电流的大小，可以减小压缩机启动时对转轴的冲击，提高磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于电流控制装置的一种磁悬浮系统。该磁悬浮系统可以包括：以上所述的电流控制装置。
可选地，所述磁悬浮系统，可以包括：磁悬浮压缩机。
在一个可选实施方式中，本发明的方案，提出了一种磁悬浮系统启动电流控制方式，至少可以解决开环启动电流过大导致轴承保护而影响磁悬浮可靠性的问题，提高了磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的可靠性。
在一个可选例子中，本发明的方案，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动时，通过判断磁悬浮轴承的悬浮精度，实时调节电机启动电流的大小，减小压缩机启动时对转轴的冲击，从而提高启动时的轴承悬浮精度，使压缩机启动时不出现因启动电流过大引起的轴承保护问题；从而，可以解决磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动过程中，因电机开环启动电流大，导致磁悬浮轴承悬浮精度超出保护间隙，引发轴承保护，引起磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动失败的问题；提高了磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的可靠性，并延长了磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的使用寿命。
在一个可选具体实施方式中，可以参见图1至图7所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。
考虑到磁悬浮压缩机在无传感器方式下一般采用开闭环启动方式。该开闭环启动方式，具体可以是：先开环将压缩机拖动到一定转速，待无传感器算法能辨识出转速时再切入到闭环运行状态。压缩机(即磁悬浮压缩机)启动时负载转矩是不确定的，故开环电流的设置非常关键，它直接影响压缩机启动转矩的大小，为了确保压缩机启动时产生的电磁转矩能够克服负载转矩，开环电流的取值相对较大，当压缩机启动负载转矩不大时，此时减小启动电流，也能保证压缩机顺利被拖动。另外，压缩机启动负载转矩不大时，启动电流的大小与转轴所受的冲击密切相关，启动电流越大转轴所受冲击越大，转轴的悬浮精度越差，反之则转轴悬浮精度好。
因此，根据上述分析，本发明的方案中，具体控制过程可以参见以下说明。
在一个可选例子中，本发明的方案的硬件工作原理，可以参见如图4所示的控制框图。
具体地，本发明的方案中，磁悬浮系统如磁悬浮压缩机或磁悬浮压缩机系统的控制框图如图4所示，主要可以包含：轴承控制器、轴承、电机、电机控制器、位移比较单元(如位移比较电路)。其中，在图4中，增加了电机控制系统及轴承控制系统之间的连接部分，即位移比较电路。
可选地，位移比较电路，可以包括：位移检测电路和比较器。其中，位移检测电路，可以实时检测转轴的悬浮位移d，并将此位移转化成电压信号Vdis，电压信号Vdis与参考电压Vref进行比较，当电压信号Vdis小于参考电压Vref时，比较器输出为0；当电压信号Vdis大于或等于参考电压Vref时，比较器输出为1。参考电压Vref的值要小于轴承位移保护时所对应的电压信号Vdis值。位移比较电路的输出提供给变频器。
可选地，轴承和轴承控制器中，轴承控制器可以通过转轴的悬浮位移，实时调整轴承线圈的电流，从而调整轴承出力，实现转轴稳定悬浮在中心位置附近。
可选地，电机及变频器中，变频器可以控制电机的电流，使电机按设定的转速稳定旋转。电机的启动电流根据位移比较电路的输出，进行实时调整，当位移比较电路输出为1时，电机启动电流按一定控制思路减小；当位移比较电路输出为0时，启动电流保持不变。
在一个可选例子中，本发明的方案的软件控制原理，可以参见如图5所示的控制逻辑。
如图5所示，本发明的方案中，变频器待转轴悬浮稳定后，检测启动指令，当接收到启动指令，则判断转轴的悬浮位移是否达到设定值，若达到设定值，则降低电机开环启动电流I0，这样转轴所受的冲击力也减小，转轴悬浮偏移重心位置的位移也减少，从而使它不超过设定值。开环启动电流的降低方式可以线性降低，也可以按照阶梯状等其它方式降低，如图6和图7所示。
在图6和图7中，图6是按斜率直线下降，通过斜率来调整，下降过程中每个时刻的值都不一样；图7是阶梯下降，下降过程中，不同阶梯上的值不一样，同一阶梯的值是一样的。其中，降低或减少的量，需要根据不同的应用场合来选取，线性降低方式可设定斜率；阶梯方式可设定步长，如步长设为初始电流的0.02倍等。
需要说明的是，本发明的方案中，开环启动电流的减小方式，除了上述例子中所述的两种方法外，还适应于其他任何规律的递减方式。
由于本实施例的磁悬浮压缩机所实现的处理及功能基本相应于前述图4至图7所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动时，判断磁悬浮轴承的悬浮精度，实时调节电机启动电流的大小，可以提高启动时的轴承悬浮精度，使压缩机启动时不出现因启动电流过大引起的轴承保护问题，提升可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮压缩机的一种磁悬浮系统的电流控制方法，如图8所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该磁悬浮系统的电流控制方法可以包括：步骤S110至步骤S120。
在步骤S110处，确定所述磁悬浮系统的轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值。
可选地，可以下面结合图9所示本发明的方法中确定所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S110中确定所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值的具体过程，可以包括：步骤S210至步骤S220。
步骤S210，检测所述磁悬浮系统的轴承控制系统中转轴的悬浮位移。
步骤S220，将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值。
例如：位移比较电路，可以包括：位移检测电路和比较器。其中，位移检测电路，可以实时检测转轴的悬浮位移d，并将此位移转化成电压信号Vdis，电压信号Vdis与参考电压Vref进行比较，当电压信号Vdis小于参考电压Vref时，比较器输出为0；当电压信号Vdis大于或等于参考电压Vref时，比较器输出为1。参考电压Vref的值要小于轴承位移保护时所对应的电压信号Vdis值。位移比较电路的输出提供给变频器。
由此，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动阶段检测其转轴的悬浮位移，并将检测所得悬浮位移与设定值进行比较以确定悬浮位移是否大于或等于设定值，使得对悬浮位移是否大于或等于设定值的确定可靠。
更可选地，所述步骤S210中检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移，可以包括：在检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移后，将所述悬浮位移转换为设定信号。所述设定信号，可以包括：电压信号。
相应地，所述步骤S220中将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，可以包括：将所述设定信号与预设的参考信号进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值；所述参考信号，小于所述磁悬浮电机在发生轴承位移保护时所对应的设定信号。
例如：通过所述位移检测模块，检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移，并将所述悬浮位移转换为设定信号。所述设定信号，可以包括：电压信号。通过比较器，将所述设定信号与预设的参考信号进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值；所述参考信号，小于所述磁悬浮电机在发生轴承位移保护时所对应的设定信号。其中，所述参考信号，是与所述设定值对应的比较基准。所述参考信号的类型与设定信号的类型一致，也就是说，所述参考信号也可以包括电压信号。
由此，通过将悬浮位移转换为设定信号后再将该设定信号与参考信号进行比较，比较方式简便，且比较结果精准。
在步骤S120处，在所述悬浮位移大于或等于所述设定值的情况下，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低；在所述悬浮位移小于所述设定值的情况下，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流保持当前值。例如：轴承和轴承控制器中，轴承控制器可以通过转轴的悬浮位移，实时调整轴承线圈的电流，从而调整轴承出力，实现转轴稳定悬浮在中心位置附近。又如：电机及变频器中，变频器可以控制电机的电流，使电机按设定的转速稳定旋转。电机的启动电流根据位移比较电路的输出，进行实时调整，当位移比较电路输出为1时，电机启动电流按一定控制思路减小；当位移比较电路输出为0时，启动电流保持不变。
例如：通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动时，判断磁悬浮轴承的悬浮精度，实时调节电机启动电流的大小，减小压缩机启动时对转轴的冲击，从而提高启动时的轴承悬浮精度，使压缩机启动时不出现因启动电流过大引起的轴承保护问题；从而，可以解决磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动过程中，因电机开环启动电流大，导致磁悬浮轴承悬浮精度超出保护间隙，引发轴承保护，引起磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动失败的问题；提高了磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的可靠性，并延长了磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的使用寿命。
由此，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动阶段，在轴承控制系统中转轴的悬浮位移大于或等于设定值的情况下控制电机控制系统中电机的开环启动电流降低，以减小压缩机启动时对转轴的冲击，提升悬浮精度，保证了磁悬浮压缩机自身的可靠性和安全性，也有利于延长磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的使用寿命。
可选地，步骤S120中控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低，可以包括：控制所述开环启动电流按设定降低方式降低。所述设定降低方式，可以包括：线性降低方式和/或阶梯状降低方式。
例如：开环启动电流的降低方式可以线性降低，也可以按照阶梯状等其它方式降低，如图6和图7所示。在图6和图7中，图6是按斜率直线下降，通过斜率来调整，下降过程中每个时刻的值都不一样；图7是阶梯下降，下降过程中，不同阶梯上的值不一样，同一阶梯的值是一样的。其中，降低或减少的量，需要根据不同的应用场合来选取，线性降低方式可设定斜率；阶梯方式可设定步长，如步长设为初始电流的0.02倍等。
由此，通过多种降低方式对开环启动电流进行降低，一方面降低方式灵活，另一方面可以满足多种场合下的降低需求，可靠且安全。
在一个可选实施方式中，还可以包括：对所述悬浮位移是否大于或等于设定值的确定时机进行控制的过程，具体可以包括：在所述转轴悬浮至设定稳定程度后，确定是否接收到可以用于控制所述磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动的启动指令，以在接收到所述启动指令的情况下，基于所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值的情况对所述开环启动电流进行控制。
例如：通过变频器，还可以在所述转轴悬浮至设定稳定程度后，确定是否接收到可以用于控制所述磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动的启动指令，以在接收到所述启动指令的情况下，基于所述悬浮位移大于或等于所述设定值的情况控制所述开环启动电流降低，基于所述悬浮位移小于所述设定值的情况控制所述开环启动电流保持当前值。
例如：如图5所示，本发明的方案中，变频器待转轴悬浮稳定后，检测启动指令，当接收到启动指令，则判断转轴的悬浮位移是否达到设定值，若达到设定值，则降低电机开环启动电流I0，这样转轴所受的冲击力也减小，转轴悬浮偏移重心位置的位移也减少，从而使它不超过设定值。
由此，通过在确定接收的启动指令的情况下才启动对开环启动电流是否需要降低的控制，可以避免随意控制开关启动电流影响悬浮精度也增加控制能耗，有利于提升对开环启动电流控制的精准性和可靠性。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述磁悬浮压缩机的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过在磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动时，判断磁悬浮轴承的悬浮精度，实时调节电机启动电流的大小，至少可以解决开环启动电流过大导致轴承保护而影响磁悬浮可靠性的问题，并延长了磁悬浮系统如磁悬浮压缩机的使用寿命。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
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。
Claims (12)
1.一种磁悬浮系统的电流控制装置，其特征在于，包括：位移比较单元；
所述位移比较单元，设置在待控制的磁悬浮系统的电机控制系统与轴承控制系统之间，用于在磁悬浮系统的启动阶段，确定所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值；悬浮位移，是转轴偏离悬浮的中心位置的位移；
所述电机控制系统中的变频器，用于在所述悬浮位移大于或等于所述设定值的情况下，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低；电机的开环启动电流，是在磁悬浮系统的启动阶段的开环启动过程中电机的启动电流。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮系统的电流控制装置，其特征在于，所述位移比较单元，包括：位移检测模块和比较器；其中，
所述位移检测模块，用于检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移；
所述比较器，用于将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值。
3.根据权利要求2所述的磁悬浮系统的电流控制装置，其特征在于，所述位移检测模块，还用于在检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移后，将所述悬浮位移转换为设定信号；所述设定信号，包括：电压信号；
所述比较器将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，包括：将所述设定信号与预设的参考信号进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值；所述参考信号，小于所述磁悬浮电机在发生轴承位移保护时所对应的设定信号。
4.根据权利要求1-3之一所述的磁悬浮系统的电流控制装置，其特征在于，所述电机控制系统中的变频器控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低，包括：
控制所述开环启动电流按设定降低方式降低；所述设定降低方式，包括：线性降低方式和/或阶梯状降低方式。
5.根据权利要求1-3之一所述的磁悬浮系统的电流控制装置，其特征在于，
所述变频器，还用于在所述转轴悬浮至设定稳定程度后，确定是否接收到用于控制所述磁悬浮系统如磁悬浮压缩机启动的启动指令，以在接收到所述启动指令的情况下，基于所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值的情况对所述开环启动电流进行控制。
6.一种磁悬浮系统，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一所述的磁悬浮系统的电流控制装置。
7.根据权利要求6所述的磁悬浮系统，其特征在于，所述磁悬浮系统，包括：磁悬浮压缩机。
8.一种如权利要求6-7任一项所述的磁悬浮系统的电流控制方法，其特征在于，包括：
确定所述磁悬浮系统的轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值；
在所述悬浮位移大于或等于所述设定值的情况下，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低。
9.根据权利要求8所述的磁悬浮系统的电流控制方法，其特征在于，确定所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移是否大于或等于设定值，包括：
检测所述磁悬浮系统的轴承控制系统中转轴的悬浮位移；
将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值。
10.根据权利要求9所述的磁悬浮系统的电流控制方法，其特征在于，其中，
检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移，包括：在检测所述轴承控制系统中转轴的悬浮位移后，将所述悬浮位移转换为设定信号；所述设定信号，包括：电压信号；
将所述悬浮位移与所述设定值进行比较，包括：将所述设定信号与预设的参考信号进行比较，以确定所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值；所述参考信号，小于所述磁悬浮电机在发生轴承位移保护时所对应的设定信号。
11.根据权利要求8-10之一所述的磁悬浮系统的电流控制方法，其特征在于，控制所述电机控制系统中电机的开环启动电流降低，包括：
控制所述开环启动电流按设定降低方式降低；所述设定降低方式，包括：线性降低方式和/或阶梯状降低方式。
12.根据权利要求8-10之一所述的磁悬浮系统的电流控制方法，其特征在于，还包括：
在所述转轴悬浮至设定稳定程度后，确定是否接收到用于控制所述磁悬浮系统启动的启动指令，以在接收到所述启动指令的情况下，基于所述悬浮位移是否大于或等于所述设定值的情况对所述开环启动电流进行控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910447499.3A CN110212811B (zh) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | 一种电流控制装置、磁悬浮系统及其电流控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910447499.3A CN110212811B (zh) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | 一种电流控制装置、磁悬浮系统及其电流控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110212811A CN110212811A (zh) | 2019-09-06 |
| CN110212811B true CN110212811B (zh) | 2020-08-04 |
Family
ID=67788931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910447499.3A Active CN110212811B (zh) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | 一种电流控制装置、磁悬浮系统及其电流控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110212811B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110939654B (zh) * | 2019-10-25 | 2020-10-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种磁悬浮轴承控制方法、装置、存储介质及磁悬浮系统 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6590366B1 (en) * | 2000-11-02 | 2003-07-08 | General Dyanmics Advanced Technology Systems, Inc. | Control system for electromechanical arrangements having open-loop instability |
| CN1300926C (zh) * | 2005-07-21 | 2007-02-14 | 北京航空航天大学 | 一种高速磁悬浮飞轮稳定控制系统 |
| WO2011007544A1 (ja) * | 2009-07-16 | 2011-01-20 | 国立大学法人茨城大学 | 磁気浮上制御装置およびハイブリッド型磁気軸受け |
| CN104467545B (zh) * | 2013-09-12 | 2018-04-17 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 磁悬浮系统的轴控制方法和装置 |
| FI127524B (en) * | 2014-06-06 | 2018-08-15 | Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto | Control device and method for controlling a magnetic levitation system |
| CN105823452B (zh) * | 2016-04-29 | 2017-11-14 | 北京航空航天大学 | 一种磁轴承用位移传感器位移信号调理方法 |
| CN106208877A (zh) * | 2016-08-15 | 2016-12-07 | 北京泓慧国际能源技术发展有限公司 | 一种磁悬浮储能飞轮无传感器充电控制方法 |
| CN109343506B (zh) * | 2018-10-15 | 2020-10-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种磁悬浮轴承控制器检测方法、系统及应用 |
| CN109787515B (zh) * | 2018-12-17 | 2020-03-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种功耗控制装置、磁悬浮系统及其功耗控制方法 |
-
2019
- 2019-05-27 CN CN201910447499.3A patent/CN110212811B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110212811A (zh) | 2019-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1829200B1 (en) | Method and apparatus for determining motor rotation status | |
| RU2735092C2 (ru) | Способ и устройство для управления трёхфазным электродвигателем | |
| JP5295637B2 (ja) | 永久磁石同期電動機用の一つ以上の相の欠相検出方法 | |
| CN109787515B (zh) | 一种功耗控制装置、磁悬浮系统及其功耗控制方法 | |
| CN110939654B (zh) | 一种磁悬浮轴承控制方法、装置、存储介质及磁悬浮系统 | |
| JP2000211838A (ja) | 停電時のエレベ―タ救出運転制御方法 | |
| CN110460286B (zh) | 一种磁悬浮电机的控制系统及控制方法 | |
| CN110212811B (zh) | 一种电流控制装置、磁悬浮系统及其电流控制方法 | |
| CN111211715A (zh) | 一种电机控制方法和系统、控制器 | |
| EP3138802A1 (en) | Elevator car movement control device and car movement control method | |
| WO2023159908A1 (zh) | 电机启动控制方法 | |
| EP2212987B1 (en) | Limitation of the loading of a power source | |
| CN110803600A (zh) | 一种电梯专用无称重传感器启动力矩补偿方法 | |
| US10439540B1 (en) | Drive circuit for electric motors | |
| CN111344942A (zh) | 用于运行电机以输出预先给定的转矩和预先给定的转速的方法和设备 | |
| CN111030540B (zh) | 一种永磁同步电机电流源与无感矢量控制的无缝切换方法 | |
| JP3069704B2 (ja) | ターボ分子ポンプの制動制御装置 | |
| JP2017525331A (ja) | 車両における補助アセンブリの駆動モータを始動する始動方法及び車両における補助アセンブリの駆動モータ | |
| CN111193441B (zh) | 无刷直流电机的启动方法 | |
| JP2000134976A (ja) | 永久磁石式同期モータを用いたエレベータ装置 | |
| CN115347837B (zh) | 电机控制方法、控制器、计算机存储设备及气悬浮系统 | |
| US10033320B2 (en) | Method for controlling the motor of a synchronous reluctance motor for a pump and pump comprising a synchronous reluctance motor | |
| US20240132325A1 (en) | Method, elevator, and electric power converter | |
| KR100282365B1 (ko) | 센서리스 비엘디씨(bldc) 모터의 구동방법 | |
| JP4453333B2 (ja) | 定周波定電圧電源装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |