CN110337548A - 温度预测装置、搭载磁性轴承的压缩机、温度预测方法以及程序 - Google Patents

温度预测装置、搭载磁性轴承的压缩机、温度预测方法以及程序 Download PDF

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Abstract

温度预测装置具备：施加电压确定部，其确定与从设于电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离相应的对所述电磁铁线圈施加的电压值；线圈电流检测部，其基于所述施加电压确定部所确定的电压值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值；和线圈温度推定部，其基于所述施加电压确定部所确定的电压值、所述线圈电流检测部检测到的电流值和关系式来推定所述电磁铁线圈的温度，所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、基于对所述电磁铁线圈施加的电压值对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。

Description

温度预测装置、搭载磁性轴承的压缩机、温度预测方法以及 程序
技术领域
本发明涉及温度预测装置、搭载磁性轴承的压缩机、温度预测方法以及程序。
本申请对2017年2月28日在日本申请的日本特愿2017-036342号主张优先权，在此引用其内容。
背景技术
有在涡轮制冷机等中使用搭载磁性轴承的压缩机的情况。在搭载磁性轴承的压缩机中，使用在磁铁线圈流过电流而产生的磁所引起的吸引力控制成旋转轴与轴承成为非接触。
在专利文献1中，作为关联的技术，记载了使用温度传感器来调整基于旋转轴的表面的温度对电磁铁通电的励磁电流的技术。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2008-157439号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在搭载磁性轴承的压缩机的电磁铁线圈流过过电流的情况下，有在电磁铁线圈发生不良状况的可能性。
为此谋求能够容易地判定在搭载磁性轴承的压缩机的电磁铁线圈中是否流过过电流的技术。
本发明目的在于，提供能够解决上述的课题的温度预测装置、搭载磁性轴承的压缩机、温度预测方法以及程序。
用于解决课题的手段
根据本发明的第1方案，温度预测装置具备：施加电压确定部，其确定与从设于电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离相应的对所述电磁铁线圈施加的电压值；线圈电流检测部，其基于所述施加电压确定部所确定的电压值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值；和线圈温度推定部，其基于所述施加电压确定部所确定的电压值、所述线圈电流检测部检测到的电流值和关系式来推定所述电磁铁线圈的温度，所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、对应于对所述电磁铁线圈施加的电压值而流过所述电磁铁线圈的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。
根据本发明的第2方案，也可以在第1方案中的温度预测装置的基础上，所述施加电压确定部基于从设于所述电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离来确定对所述电磁铁线圈施加的电压的实测值，所述线圈电流检测部基于所述施加电压确定部所确定的电压的实测值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值，所述线圈温度推定部基于所述施加电压确定部所确定的电压的实测值、所述线圈电流检测部检测到的电流值和关系式来推定所述电磁铁线圈的温度，所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、对应于对所述电磁铁线圈施加的电压值而流过所述电磁铁线圈的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。
根据本发明的第3方案，也可以在第1方案中的温度预测装置的基础上，所述施加电压确定部基于从设于所述电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离来确定对所述电磁铁线圈施加的电压的指令值，所述线圈电流检测部基于所述施加电压确定部确定的电压的指令值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值，所述线圈温度推定部基于所述施加电压确定部确定的电压的指令值、所述线圈电流检测部检测到的电流值和关系式来推定所述电磁铁线圈的温度，所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、对应于对所述电磁铁线圈施加的电压值而流过所述电磁铁线圈的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。
根据本发明的第4方案，也可以在第1方案到第3方案中任一项的温度预测装置的基础上，在将所述电压值设为E、将所述电流值设为I、将所述电磁铁线圈的温度设为T、将所述电磁铁线圈的电阻设为R、将预先取得的所述电磁铁线圈的温度T0下的所述电磁铁线圈的电阻设为R0、将系数设为α的情况下，所述关系式是如下那样表示的式：
[数学式1]
根据本发明的第5方案，搭载磁性轴承的压缩机具备：第1方案到第4方案的任一项中的温度预测装置；和具备成为所述温度预测装置的温度预测对象的电磁铁线圈的电动机。
根据本发明的第6方案，温度预测方法包含：确定与从设于电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离相应的对所述电磁铁线圈施加的电压值；基于确定的电压值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值；基于确定的电压值、检测到的电流值和关系式来推定所述电磁铁线圈的温度，所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、对应于对所述电磁铁线圈施加的电压值而流过所述电磁铁线圈的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。
根据本发明的第9方案，程序使计算机执行：确定与从设于电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离相应的对所述电磁铁线圈施加的电压值，基于确定的电压值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值；和基于确定的电压值、检测到的电流值和关系式来推定所述电磁铁线圈的温度，所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、对应于对所述电磁铁线圈施加的电压值而流过所述电磁铁线圈的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。
发明的效果
根据本发明的实施方式的温度预测装置，能够容易地判定在搭载磁性轴承的压缩机的电磁铁线圈中是否流过过电流。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的搭载磁性轴承的压缩机的结构的图。
图2是表示本发明的第1实施方式的温度预测装置的结构的图。
图3是表示本发明的第1实施方式的搭载磁性轴承的压缩机的处理流程的图。
图4是表示本发明的第2实施方式的温度预测装置的结构的图。
图5是表示本发明的第2实施方式的搭载磁性轴承的压缩机的处理流程的图。
图6是表示至少1个实施方式所涉及的计算机的结构的概略框图。
具体实施方式
<第1实施方式>
以下，参照附图来详细说明实施方式。
对本发明的第1实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1的结构进行说明。
本发明的第1实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1用于大厦的大型空调机、化工厂中的冷却设备等中多方面使用的涡轮制冷机中。
搭载磁性轴承的压缩机1如图1所示具备输出轴10、电动机20、压缩机主体30、膨胀机40、径向磁性轴承50、推力磁性轴承60、外壳70和温度预测装置80。
输出轴10是电动机20的输出轴。
电动机20如图1所示设于压缩机主体30与膨胀机40之间。
压缩机主体30构成为与输出轴10连接，若电动机20旋转则对流体进行压缩。
膨胀机40构成为与输出轴10连接，使流体膨胀并回收从流体向输出轴10的动力作为电动机20的旋转力。
输出轴10被设于压缩机主体30与膨胀机40之间的径向磁性轴承50和推力磁性轴承以60非接触支承。
径向磁性轴承50在输出轴10的轴向上设于电动机20的两侧。径向磁性轴承50具备多个电磁铁线圈501。径向磁性轴承50通过在多个电磁铁线圈501的各自流过电流时的磁力(例如磁引起的吸引力)来使输出轴10对抗重力、空气动力(例如气体引起的推动力)等转子负荷而浮起。由此，减低摩擦、磨损等，能够得到搭载磁性轴承的压缩机1的长寿命、容易保养、低噪声、低振动、电动机20的高速旋转、旋转损失的减低等各种优点。
推力磁性轴承60在输出轴10的轴向上设于电动机20的一方侧(在图1所示的搭载磁性轴承的压缩机1的情况下是电动机20与膨胀机40之间)。推力磁性轴承60具备多个电磁铁线圈601。推力磁性轴承60通过在多个电磁铁线圈601的各自流过电流时的磁力(例如磁引起的吸引力)从而在与设于输出轴10的轴向转子盘101之间使间隙产生。由此，能够对抗在输出轴10旋转时向输出轴10的轴向发挥作用的空气动力，此外，摩擦、磨损等减低，能够得到搭载磁性轴承的压缩机1的长寿命、容易保养、低噪声、低振动、电动机20的高速旋转、旋转损失的减低等各种优点。
外壳70收纳电动机20、压缩机主体30、膨胀机40、径向磁性轴承50和推力磁性轴承60。
如图1所示，温度预测装置80例如设于外壳70的外侧表面。如图2所示，温度预测装置80具备距离检测部801、磁性轴承控制器802、线圈电流控制器803、线圈电压调整部804(施加电压确定部)、线圈电流检测部805、线圈电压检测部806、线圈温度推定部807和报知部808。另外，距离检测部801、磁性轴承控制器802、线圈电流控制器803、线圈电压调整部804以及线圈电流检测部805是在通常的磁性轴承的控制下也使用的功能部。
在温度预测装置80中具备多个距离检测部801。距离检测部801生成与输出轴10的位置相应的模拟信号。具体地，距离检测部801例如设于电磁铁线圈501以及电磁铁线圈601各自中的给定的位置，输出表示从距离检测部801到输出轴10的距离的轴位置信号。
磁性轴承控制器802具备A/D(Analog to Digital，模拟到数字)变换器8021、轴承控制运算部8022和D/A(Digital to Analog，数字到模拟)变换器8023。
A/D变换器8021将各个距离检测部801所生成的轴位置信号通过并列处理变换成数字信号。
轴承控制运算部8022通过对A/D变换器8021的变换后的数字信号当中设于相同的轴承(径向磁性轴承50以及推力磁性轴承60)的每个距离检测部801的数字信号进行过滤运算、用于PID(Proportional-Integral-Differential，比例-积分-微分)控制的运算等，来对设有距离检测部801的电磁铁线圈501以及电磁铁线圈601各自生成数字电流指令值。
具体地，轴承控制运算部8022生成如下那样的数字电流指令值：随着数字信号所表示的从距离检测部801到输出轴10的距离变远而加大磁引起的吸引力，随着数字信号所表示的从距离检测部801到输出轴10的距离变近而减小磁引起的吸引力。另外，关于数字电流指令值的具体的值，预先进行实验或仿真，确定从距离检测部801到输出轴10的距离与数字电流指令值(即，与吸引力的大小等价)的关系并存储到存储部。然后，轴承控制运算部8022可以在存储部中确定与数字信号所表示的从距离检测部801到输出轴10的距离对应的数字电流指令值，通过从存储部读出确定的数字电流指令值来生成数字电流指令值。此外，也可以将表示从距离检测部801到输出轴10的距离与数字电流指令值的关系的关系式存储到存储部，轴承控制运算部8022通过从存储部读出与数字信号所表示的从距离检测部801到输出轴10的距离对应的数字电流指令值来生成数字电流指令值。
D/A变换器8023将轴承控制运算部8022生成的数字电流指令值变换成模拟信号的模拟电流指令值。
线圈电流控制器803具备信号合成部8031和电流控制运算部8032(施加电压确定部)。
信号合成部8031从D/A变换器8023的变换后的模拟电流指令值减去后述的线圈电流检测部805检测到的线圈电流Ia的电流值来确定误差电流值Ierr。
电流控制运算部8032通过对信号合成部8031所确定的误差电流值Ierr进行过滤运算、用于PID控制的运算等，从而对设有距离检测部801的电磁铁线圈501以及电磁铁线圈601各自生成减小误差电流值Ierr的模拟电压指令值。即，电流控制运算部8032生成对电磁铁线圈501以及电磁铁线圈601施加的模拟电压指令值，使得线圈电流Ia与模拟电流指令值一致。
线圈电压调整部804对电流控制运算部8032生成的模拟电压指令值基于PWM控制对开关(例如晶体管)进行开关转换，即进行接通或断开，从而生成用于控制分别流过电磁铁线圈501、601的线圈电流Ia的各个控制电压Ea。
在电磁铁线圈501、601的各自流过与线圈电压调整部804所生成的各个控制电压Ea相应的线圈电流Ia。
线圈电流检测部805检测分别流过电磁铁线圈501、601的线圈电流Ia。
线圈电压检测部806检测线圈电压调整部804生成的控制电压Ea。
线圈温度推定部807基于线圈电流检测部805检测到的线圈电流Ia、线圈电压检测部806检测到的控制电压Ea、和表示线圈电流Ia、控制电压Ea以及电磁铁线圈501、601各自的线圈温度Tc的关系的关系式，来推定电磁铁线圈501、601各自的线圈温度Tc。
在此，表示线圈电流Ia、控制电压Ea和电磁铁线圈501、601各自的线圈温度Tc的关系的关系式如下那样求取。
在线圈电流平均值Ia与线圈电压平均值Ea之间，如下所示的式(1)成立。
[数学式2]
Ea＝Ia×Rc…(1)。
这里Rc是电磁铁线圈501或电磁铁线圈601的电阻值。
一般而言，线圈电阻是线圈温度Tc越高则电阻值Rc越大，由如下所示的式(2)表示。
[数学式3]
Rc(T)＝Rc0(1+α(Tc-Tc0))…(2)。
这里Rc0是线圈温度Tc0中的电磁铁线圈501或电磁铁线圈601的电阻值。此外，α是固有的系数。
通过在上述的式(1)和式(2)中使用线圈电流值Ia、线圈电压值Ea、预先求得的电阻值Rc0、线圈温度Tc0、系数α，从而能够求取能够推定线圈温度Tc的关系式即式(3)。另外，线圈电流值Ia、线圈电压值Ea分别存在采样的定时的值成为奇异值(由于什么原因而成为异常的值)的可能性，因此例如也可以是从该采样的定时回溯几次的采样值等的平均值。
[数学式4]
另外，能够推定由式(3)示出的线圈温度Tc的关系式预先存储在存储部，线圈温度推定部807从存储部读出该关系式使用即可。
报知部808输出与线圈温度推定部807推定的线圈温度Tc的推定值相应的信息。
具体地，例如在电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否停止运转的判定基准的第1温度阈值的情况下，报知部808输出表示该电磁铁线圈超过第1阈值的警告。
此外，可以在电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否停止运转的判定基准的第1温度阈值的情况下，报知部808报知给例如线圈电流控制器803，使得在发生不良状况前停止搭载磁性轴承的压缩机1。
此外，具体地，例如在电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否进行警告的判定基准的第2温度阈值的情况下，报知部808输出表示该电磁铁线圈超过第2阈值的警告。
此外，在电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否进行警告的判定基准的第2温度阈值的情况下，报知部808也可以不止于警告，还判定空气动力引起的负载为过负载，对例如线圈电流控制器803进行报知，使得减低输出(气体的排出量)。
由此，温度预测装置80能够保护各个电磁铁线圈501、601。
另外，第1温度阈值、第2温度阈值预先存储于存储部，报知部808从存储部读出第1温度阈值、第2温度阈值来使用即可。
接下来，说明本发明的第1实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1的处理。
在此，对图3所示的本发明的第1实施方式的温度预测装置80的处理流程进行说明。
另外，在此，作为具体例，以图1所示的电磁铁线圈501为例进行说明。然而，搭载磁性轴承的压缩机1实际上对其他电磁铁线圈501、601的各自也进行与作为具体例说明的电磁铁线圈501同样的处理。
在本发明的第1实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1中，A/D变换器8021从图1所示的设于电磁铁线圈501的距离检测部801分别接受模拟信号的轴位置信号(步骤S1)。
A/D变换器8021将接受到的各个轴位置信号通过并列处理变换成数字信号(步骤S2)。
A/D变换器8021将变换后的数字信号输出到轴承控制运算部8022。
轴承控制运算部8022从A/D变换器8021接受变换后的数字信号。
轴承控制运算部8022通过对接受到的数字信号当中设于相同的径向磁性轴承50的每个距离检测部801的数字信号进行过滤运算、用于控制PID控制的运算等，来对设有距离检测部801的电磁铁线圈501各自生成数字电流指令值(步骤S3)。
轴承控制运算部8022将生成的数字电流指令值输出到D/A变换器8023。
D/A变换器8023从轴承控制运算部8022接受数字电流指令值。D/A变换器8023将接受到的数字电流指令值变换成模拟电流指令值。
D/A变换器8023将变换后的模拟电流指令值输出到信号合成部8031。
信号合成部8031从D/A变换器8023接受模拟电流指令值。此外，信号合成部8031从线圈电流检测部805接受线圈电流检测部805检测到的线圈电流Ia的电流值。
信号合成部8031从接受到的模拟电流指令值减去接受到的线圈电流Ia的电流值来确定误差电流值Ierr(步骤S4)。
信号合成部8031将确定的误差电流值Ieer输出到电流控制运算部8032。
电流控制运算部8032从信号合成部8031接受误差电流值Ierr。
电流控制运算部8032对接受到的误差电流值Ierr进行过滤运算、用于PID控制的运算等，来对设有距离检测部801的电磁铁线圈501各自生成减小误差电流值Ierr的模拟电压指令值(步骤S5)。
电流控制运算部8032将生成的模拟电压指令值输出到线圈电压调整部804。
线圈电压调整部804从电流控制运算部8032接受模拟电压指令值。
线圈电压调整部804对接受到的模拟电压指令值基于PWM控制对开关进行开关转换，即进行接通或断开，来生成用于控制流过各个电磁铁线圈501的线圈电流Ia的各个控制电压Ea(步骤S6)。
线圈电压调整部804将生成的控制电压Ea各自输出到对应的各个电磁铁线圈501(步骤S7)。
此时，在各个电磁铁线圈501流过与线圈电压调整部804生成的对应的各个控制电压Ea相应的线圈电流Ia。
线圈电流检测部805检测流过各个电磁铁线圈501的线圈电流Ia(步骤S8)。
线圈电流检测部805将检测到的线圈电流Ia各自的电流值输出到线圈温度推定部807。
线圈电压检测部806检测线圈电压调整部804输出的控制电压Ea(步骤S9)。
线圈电压检测部806将检测到的线圈电压Ea各个电压值输出到线圈温度推定部807。
线圈温度推定部807从线圈电压调整部804接受控制电压Ea的电压值。此外，线圈温度推定部807从线圈电流检测部805接受线圈电流Ia的电流值。此外，线圈温度推定部807从存储部读出上述的关系式即式(3)。
线圈温度推定部807在从存储部读出的关系式即式(3)代入线圈电流Ia和控制电压Ea，来推定线圈温度Tc(步骤S10)。
线圈温度推定部807将线圈温度Tc的推定值输出到报知部808。
报知部808从线圈温度推定部807接受线圈温度Tc的推定值。
报知部808输出与接受到的线圈温度Tc的推定值相应的信息。
具体地，例如报知部808判定电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc是否超过成为是否停止运转的判定基准的第1温度阈值(步骤S11)。
报知部808在判定为电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否停止运转的判定基准的第1温度阈值的情况下(步骤S11“是”)，输出表示该电磁铁线圈超过第1阈值的警告(步骤S12)。然后，报知部808结束处理。另外，报知部808可以在判定为电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否停止运转的判定基准的第1温度阈值的情况下(步骤S11“是”)，对例如线圈电流控制器803进行报知，使得在发生不良状况前停止搭载磁性轴承的压缩机1。
此外，报知部808在判定为电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc未超过成为是否停止运转的判定基准的第1温度阈值的情况下(步骤S11“否”)，判定是否电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否进行警告的判定基准的第2温度阈值(步骤S13)。
报知部808在判定为电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否进行警告的判定基准的第2温度阈值的情况下(步骤S13“是”)，输出表示该电磁铁线圈超过第1阈值的警告。(步骤S14)。然后，报知部808结束处理。另外，报知部808也可以在电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否进行警告的判定基准的第1温度阈值的情况下不止于警告，还判定为空气动力所引起的负载为过负载，对例如线圈电流控制器803进行报知，以减低输出(气体的排出量)。
另外，报知部808在判定为电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc未超过成为是否进行警告的判定基准的第2温度阈值的情况下(步骤S13“否”)，结束处理。
以上，说明了本发明的第1实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1的处理。
在本发明的第1实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1中，温度预测装置80具备线圈温度推定部807。线圈温度推定部807基于如下要素来推定电磁铁线圈501、601的温度：与从距离检测部801到输出轴10的距离相应的对电磁铁线圈501、601施加的电压值即线圈电压调整部804生成的控制电压Ea；基于该电压值对电磁铁线圈501、601施加电压时流过的电流值；和该电压值、该电流值以及电磁铁线圈501、601的温度的关系式。
这样，能够容易地判定在搭载磁性轴承的压缩机1的电磁铁线圈501、601中是否流过过电流。其结果是，能够在搭载磁性轴承的压缩机1中防止不良状况于未然，进行安全的控制。
<第2实施方式>
对本发明的第2实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1的结构进行说明。
另外，本发明的第2实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1是如下那样的搭载磁性轴承的压缩机：减小电流控制运算部8032生成的误差电流值Ierr的模拟电压指令值与线圈电压调整部804生成的用于控制线圈电流Ia的各个控制电压Ea之差小而能够视作相同，即，能够将减小电流控制运算部8032生成的误差电流值Ierr的模拟电压指令值视作Ea。
本发明的第2实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1与图1所示的本发明的第1实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1同样地具备输出轴10、电动机20、压缩机主体30、膨胀机40、径向磁性轴承50、推力磁性轴承60、外壳70和温度预测装置80。
如图4所示，温度预测装置80具备距离检测部801、磁性轴承控制器802、线圈电流控制器803、线圈电压调整部804、线圈电流检测部805、线圈温度推定部807和报知部808。
线圈温度推定部807基于如下要素来推定电磁铁线圈501、601各自的线圈温度Tc：线圈电流检测部805检测到的线圈电流Ia；减小线圈电流控制器803所具备的电流控制运算部8032生成的误差电流值Ierr的模拟电压指令值；和表示线圈电流Ia、减小误差电流值Ierr的模拟电压指令值和电磁铁线圈501、601各自的线圈温度Tc的关系的关系式。
另外，在本发明的第2实施方式中，如上所述，由于能够将减小电流控制运算部8032生成的误差电流值Ierr的模拟电压指令值视作Ea，因此与本发明的第1实施方式的线圈温度推定部807同样，能够使用式(3)作为关系式来推定线圈温度Tc。
接下来，说明本发明的第2实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1的处理。
在此，说明图5所示的本发明的第1实施方式的温度预测装置80的处理流程。
另外，在此，与本发明的第1实施方式同样，作为具体例而以图1所示的电磁铁线圈501为例进行说明。然而，搭载磁性轴承的压缩机1实际上对其他各个电磁铁线圈501、601也进行与作为具体例说明的电磁铁线圈501同样的处理。
本发明的第2实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1与本发明的第1实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1同样地进行步骤S1～步骤S4的处理。
信号合成部8031将确定的误差电流值Ieer输出到电流控制运算部8032。
电流控制运算部8032从信号合成部8031接受误差电流值Ierr。
电流控制运算部8032对接受到的误差电流值Ierr进行过滤运算、用于PID控制的运算等，来对设有距离检测部801的电磁铁线圈501的各自生成减小误差电流值Ierr的模拟电压指令值Ea(步骤S5)。
电流控制运算部8032将生成的模拟电压指令值Ea输出到线圈电压调整部804和线圈温度推定部807。
线圈电压调整部804从电流控制运算部8032接受模拟电压指令值Ea。
线圈电压调整部804对于接受到的模拟电压指令值Ea基于PWM控制对开关进行开关，即进行接通或断开，来生成用于控制流过各个电磁铁线圈501的线圈电流Ia的各个控制电压Ea(步骤S6)。
线圈电压调整部804将生成的各个控制电压Ea输出到各个对应的电磁铁线圈501(步骤S7)。
此时，在各个电磁铁线圈501流过与线圈电压调整部804生成的对应的各个控制电压Ea相应的线圈电流Ia。
线圈电流检测部805检测流过各个电磁铁线圈501的线圈电流Ia(步骤S8)。
线圈电流检测部805将检测到的线圈电流Ia各自的电流值输出到线圈温度推定部807。
线圈温度推定部807从电流控制运算部8032接受模拟电压指令值Ea。此外，线圈温度推定部807从线圈电流检测部805接受线圈电流Ia的电流值。此外，线圈温度推定部807从存储部读出上述的关系式即式(3)。
线圈温度推定部807在从存储部读出的关系式即式(3)代入线圈电流Ia和模拟电压指令值Ea，来推定线圈温度Tc(步骤S10)。
线圈温度推定部807将线圈温度Tc的推定值输出到报知部808。
报知部808从线圈温度推定部807接受线圈温度Tc的推定值。
报知部808输出与接受到的线圈温度Tc的推定值相应的信息。
具体地，例如报知部808判定电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc是否超过成为是否停止运转的判定基准的第1温度阈值(步骤S11)。
报知部808在判定为电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否停止运转的判定基准的第1温度阈值的情况下(步骤S11“是”)，输出表示该电磁铁线圈超过第1阈值的警告(步骤S12)。然后，报知部808结束处理。另外，报知部808在判定为电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否停止运转的判定基准的第1温度阈值的情况下(步骤S11“是”)，也可以对例如线圈电流控制器803进行报知，使得在发生不良状况前将搭载磁性轴承的压缩机1停止。
此外，报知部808在判定为电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc未超过成为是否停止运转的判定基准的第1温度阈值的情况下(步骤S11“否”)，判定电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc是否超过成为是否进行警告的判定基准的第2温度阈值(步骤S13)。
报知部808在判定为电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否进行警告的判定基准的第2温度阈值的情况下(步骤S13“是”)，输出表示该电磁铁线圈超过第1阈值的警告(步骤S14)。然后，报知部808结束处理。另外，报知部808在电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc超过成为是否进行警告的判定基准的第1温度阈值的情况下，也可以不止于警告，还判定为空气动力所引起的负载为过负载，对例如线圈电流控制器803进行报知，使得减低输出(气体的排出量)。
此外，报知部808在判定为电磁铁线圈501、601当中某电磁铁线圈的线圈温度Tc未超过成为是否进行警告的判定基准的第2温度阈值的情况下(步骤S13“否”)，结束处理。
以上，说明了本发明的第2实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1的处理。
在本发明的第2实施方式的搭载磁性轴承的压缩机1中，温度预测装置80具备线圈温度推定部807。线圈温度推定部807基于如下要素来推定电磁铁线圈501、601的温度：与从距离检测部801到输出轴10的距离相应的对电磁铁线圈501、601施加的电压值即电流控制运算部8032生成的模拟电压指令值Ea；基于该电压值对电磁铁线圈501、601施加电压时流过的电流值；和该电压值、该电流值以及电磁铁线圈501、601的温度的关系式。
这样，能够容易地判定在搭载磁性轴承的压缩机1的电磁铁线圈501、601中是否流过过电流。其结果是，能够在搭载磁性轴承的压缩机1防止不良状况于未然，进行安全的控制。
另外，本发明的其他实施方式的电动机20可以在压缩机主体30和膨胀机40的外侧、即例如输出轴的轴向上按照电动机20、压缩机主体30、膨胀机40的顺序、或者压缩机主体30、膨胀机40、电动机20的顺序进行设置。
另外，在本发明的其他实施方式中，推力磁性轴承60和设于输出轴10的轴向转子盘101可以设置在压缩机主体30与电动机20之间。
对本发明的实施方式进行了说明，但上述的温度预测装置80、搭载磁性轴承的压缩机1也可以在内部具有例如图9所示的计算机90。并且上述的处理的过程以程序的形式存储于计算机可读的记录介质(存储空间93)，通过计算机90的CPU91将该程序读出到主存储器92并执行，来进行上述处理。在此，所谓计算机可读的记录介质是指磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。此外，也可以将该计算机程序通过通信线路发布到计算机90，由经由接口94接受到该发布的计算机90执行该程序。
此外，上述程序可以实现前述的功能的一部分。进而，上述程序可以是能够与已经记录于计算机90的程序的组合来实现前述的功能的文件，也就是所谓的差分文件(差分程序)。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是示例，并不限定发明的范围。这些实施方式可以在不脱离发明的要旨的范围内进行种种追加、省略、置换、变更。
产业上的可利用性
根据本发明的实施方式的温度预测装置，能够容易地判定在搭载磁性轴承的压缩机的电磁铁线圈中是否流过过电流。
符号说明
1 搭载磁性轴承的压缩机
10 输出轴
20 电动机
30 压缩机主体
40 膨胀机
50 径向磁性轴承
60 推力磁性轴承
70 外壳
80 温度预测装置
101 轴向转子盘
501、601 电磁铁线圈
801 距离检测部
802 磁性轴承控制器
803 线圈电流控制器
804 线圈电压调整部
805 线圈电流检测部
806 线圈电压检测部
807 线圈温度推定部
808 报知部。

Claims (7)

1.一种温度预测装置，其特征在于，具备：
施加电压确定部，其确定与从设于电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离相应的对所述电磁铁线圈施加的电压值；
线圈电流检测部，其基于所述施加电压确定部所确定的电压值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值；和
线圈温度推定部，其基于所述施加电压确定部所确定的电压值、所述线圈电流检测部检测到的电流值和关系式来推定所述电磁铁线圈的温度，所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、对应于对所述电磁铁线圈施加的电压值而流过所述电磁铁线圈的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。
2.根据权利要求1所述的温度预测装置，其特征在于，
所述施加电压确定部基于从设于所述电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离来确定对所述电磁铁线圈施加的电压的实测值，
所述线圈电流检测部基于所述施加电压确定部所确定的电压的实测值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值，
所述线圈温度推定部基于所述施加电压确定部所确定的电压的实测值、所述线圈电流检测部检测到的电流值和关系式来推定所述电磁铁线圈的温度、所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、对应于对所述电磁铁线圈施加的电压值而流过所述电磁铁线圈的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。
3.根据权利要求1所述的温度预测装置，其特征在于，
所述施加电压确定部基于从设于所述电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离来确定对所述电磁铁线圈施加的电压的指令值，
所述线圈电流检测部基于所述施加电压确定部确定的电压的指令值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值，
所述线圈温度推定部基于所述施加电压确定部确定的电压的指令值、所述线圈电流检测部检测到的电流值和关系式来推定所述电磁铁线圈的温度，所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、对应于对所述电磁铁线圈施加的电压值而流过所述电磁铁线圈的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的温度预测装置，其特征在于，
在将所述电压值设为E、将所述电流值设为I、将所述电磁铁线圈的温度设为T、将所述电磁铁线圈的电阻设为R、将预先取得的所述电磁铁线圈的温度T0下的所述电磁铁线圈的电阻设为R0、将系数设为α的情况下，所述关系式是如下那样表示的式：
[数学式1]
5.一种搭载磁性轴承的压缩机，其特征在于，具备：
权利要求1～4中任一项所述的温度预测装置；和
具备成为所述温度预测装置的温度预测对象的电磁铁线圈的电动机。
6.一种温度预测方法，其特征在于，包含：
确定与从设于电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离相应的对所述电磁铁线圈施加的电压值；
基于确定的电压值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值；
基于确定的电压值、检测到的电流值和关系式来推定所述电磁铁线圈的温度，所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、对应于对所述电磁铁线圈施加的电压值而流过所述电磁铁线圈的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。
7.一种程序，其特征在于，使计算机执行：
确定与从设于电磁铁线圈的距离检测部到输出轴的距离相应的对所述电磁铁线圈施加的电压值，
基于确定的电压值来检测对所述电磁铁线圈施加电压时流过的电流值；和
基于确定的电压值、检测到的电流值关系式来推定所述电磁铁线圈的温度，所述关系式是对所述电磁铁线圈施加的电压值、对应于对所述电磁铁线圈施加的电压值而流过所述电磁铁线圈的电流值以及所述电磁铁线圈的温度之间的关系式。
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