CN110469583A - 磁轴承组件及控制方法、压缩机、空调器和存储介质 - Google Patents

磁轴承组件及控制方法、压缩机、空调器和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN110469583A
CN110469583A CN201910781960.9A CN201910781960A CN110469583A CN 110469583 A CN110469583 A CN 110469583A CN 201910781960 A CN201910781960 A CN 201910781960A CN 110469583 A CN110469583 A CN 110469583A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
magnetic
bearing
rotor
bearing assembly
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.)
Granted
Application number
CN201910781960.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110469583B (zh
Inventor
杨斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Midea Group Co Ltd
GD Midea Heating and Ventilating Equipment Co Ltd
Guangdong Midea HVAC Equipment Co Ltd
Original Assignee
Midea Group Co Ltd
GD Midea Heating and Ventilating Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Midea Group Co Ltd, GD Midea Heating and Ventilating Equipment Co Ltd filed Critical Midea Group Co Ltd
Priority to CN201910781960.9A priority Critical patent/CN110469583B/zh
Publication of CN110469583A publication Critical patent/CN110469583A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110469583B publication Critical patent/CN110469583B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings
    • F16C32/0444Details of devices to control the actuation of the electromagnets
    • F16C32/0446Determination of the actual position of the moving member, e.g. details of sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings
    • F16C32/0444Details of devices to control the actuation of the electromagnets
    • F16C32/0451Details of controllers, i.e. the units determining the power to be supplied, e.g. comparing elements, feedback arrangements with P.I.D. control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406Magnetic bearings
    • F16C32/044Active magnetic bearings
    • F16C32/0459Details of the magnetic circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2362/00Apparatus for lighting or heating
    • F16C2362/52Compressors of refrigerators, e.g. air-conditioners

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)

Abstract

本发明提供了一种磁轴承组件及控制方法、压缩机、空调器和存储介质,其中,磁轴承组件包括:转子;磁轴承,磁轴承套设于转子上,磁轴承上设置有朝向转子的线圈组和传感器;控制器,与线圈组和传感器相连接,控制器用于控制传感器获取转子的位置,根据转子的位置调整注入线圈组的偏置电流。根据磁轴承的位置实时动态调整注入磁轴承线圈组的偏置电流,有效地避免了由于重力等因素导致转子位置偏移时,偏置电流不准确造成“悬浮”失效而引起的碰轴问题,提高了注入磁轴承线圈组的偏置电流的准确性,有效地降低了故障率,提高了磁轴承组件的运行稳定性和使用寿命,进而提高了使用磁轴承组件的压缩机的运行稳定性和使用寿命。

Description

磁轴承组件及控制方法、压缩机、空调器和存储介质
技术领域
本发明涉及磁悬浮压缩机技术领域,具体而言,涉及一种磁轴承组件、一种磁轴承组件的控制方法、一种压缩机、一种空调器和一种计算机可读存储介质。
背景技术
一般地,为了保证压缩机的转子在磁轴承内的旋转过程中可以稳定悬浮,需要给磁轴承的线圈注入偏置电流,一般磁悬浮轴承线圈采用相同的偏置电流。而采用相同的偏置电流的控制方式由于忽略了重力对转子位置影响,导致偏置电流不准确,可能会导致转子碰轴而损伤轴承。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此,本发明的第一方面提出一种磁轴承组件。
本发明的第二方面提出一种磁轴承组件的控制方法。
本发明的第三方面提出一种压缩机。
本发明的第四方面提出一种空调器。
本发明的第五方面提出一种计算机可读存储介质。
有鉴于此,本发明的第一方面提供了一种磁轴承组件,包括:转子;磁轴承,磁轴承套设于转子上,磁轴承上设置有朝向转子的线圈组和传感器;控制器,与线圈组和传感器相连接,控制器用于控制传感器获取转子的位置,根据转子的位置调整注入线圈组的偏置电流。
在该技术方案中,磁轴承组件用于压缩机,包括转子、磁轴承和控制器。其中,转子即压缩机的转子,磁轴承套设在转子上,在压缩机工作工程中,转子“悬浮”在磁轴承内部,实现无摩擦。磁轴承上设置有线圈组和传感器,控制器通过传感器获取转子在磁轴承内的位置,并根据磁轴承的位置实时动态调整注入磁轴承线圈组的偏置电流,进而有效地避免了由于重力等因素导致转子位置偏移时,偏置电流不准确造成“悬浮”失效而引起的碰轴问题,提高了注入磁轴承线圈组的偏置电流的准确性,有效地降低了故障率,提高了磁轴承组件的运行稳定性和使用寿命,进而提高了使用磁轴承组件的压缩机的运行稳定性和使用寿命。
另外,本发明提供的上述技术方案中的磁轴承组件还可以具有如下附加技术特征:
在上述技术方案中,进一步地,磁轴承包括前轴承和后轴承,前轴承和后轴承同轴设置。
在该技术方案中,磁轴承组件中包括两个磁轴承,具体为前轴承和后轴承,分别套设在转子的两端以使转子可以在磁轴承组件内保持平衡,避免出现“偏轴”的情况。
在上述任一技术方案中,进一步地,线圈组包括第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈;或第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和轴向线圈;其中,第一线圈和第二线圈相对设置,第三线圈和第四线圈相对设置,轴向线圈设置于磁轴承的轴线上。
在该技术方案中,线圈组包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和轴向线圈。其中,第一线圈和第二线圈相对设置,第一线圈和第二线圈可确定一个坐标轴,此处记为X轴;第三线圈和第四线圈相对设置,第三线圈和第四线圈可确定另一个坐标轴,此处记为Y轴。
进一步地,线圈组件还可以包括轴向线圈,轴向线圈设置于磁轴承的轴线上。具体地,轴向线圈设置为两个,分别沿轴向位于磁轴承的两侧。其中,X轴和Y轴的交点与轴向线圈可确定第三个坐标轴,此处记为Z轴,可选地,Z轴与磁轴承的轴线相重合。
X轴、Y轴和Z轴共同构成一个空间坐标系XYZ。通过确定转子在XYZ坐标系内的坐标可准确地确定转子在磁轴承内的空间位置,并分别调整注入第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和轴向线圈内的偏置电流,尽可能保证转子的轴线不偏离磁轴承的轴线,且转子相对前轴承和后轴承的位置不变,可以提高磁轴承的稳定性,避免“碰轴”故障的发生,提高磁轴承的运行稳定性。
本发明的第二方面提供了一种磁轴承组件的控制方法,用于控制如上述任一技术方案中所提供的磁轴承组件,该控制方法包括:获取转子的位置,根据转子的位置确定转子在磁轴承中的运动半径;根据运动半径和保护半径确定补偿系数,并根据补偿系数调整注入线圈组的偏置电流。
在该技术方案中,在磁轴承运行过程中,获取转子的位置,并根据转子的位置确定转子在磁轴承中的运动半径。其中,运动半径代表转子离开磁轴承轴心的实际距离。在确定了转子的运动半径,和预设的保护半径后,根据运动半径和保护半径确定保护系数,并根据保护系数调整注入线圈组的偏置电流,调整后的偏置电流对应于转子在磁轴承内的实际位置,因此有效地避免了由于重力等因素导致转子位置偏移时,偏置电流不准确造成“悬浮”失效而引起的碰轴问题,提高了注入磁轴承线圈组的偏置电流的准确性,有效地降低了故障率,提高了磁轴承组件的运行稳定性和使用寿命,进而提高了使用磁轴承组件的压缩机的运行稳定性和使用寿命。
在上述技术方案中,进一步地,根据运动半径和保护半径确定补偿系数的步骤,具体包括:计算运动半径和保护半径的比值,以比值作为补偿系数;其中,保护半径为预设值,且保护半径小于磁轴承的内径。
在该技术方案中,在确定补偿系数时,根据获取到的转子的运动半径和保护半径,计算运动半径和保护半径的比值,该比值即补偿系数。保护半径为预设值,保护半径具体为转子在磁轴承内,沿磁轴承径向“被允许的”最大移动距离。当转子离开磁轴承的轴心的距离超过保护半径时,将会启动“碰轴”保护,将转子“拉回”磁轴承的轴心。
在上述任一技术方案中,进一步地,在获取转子的位置的步骤之前,控制方法还包括:向线圈组注入初始偏置电流,以控制磁轴承启动;获取磁轴承启动后轴承组的平均电流值,根据平均电流值调整初始偏置电流值,将调整后的初始偏置电流值作为偏置电流注入线圈组。
在该技术方案中,在压缩机启动,磁轴承组件上电以使转子“起浮”时,需要向线圈组注入初始偏置电流以控制磁轴承启动。其中,磁轴承组件第一次上电时注入的初始偏置电流为预设值,由工程师在压缩机安装时根据使用环境(包括安装位置和安装角度,如压缩机的安装海拔,压缩机为水平安装、垂直安装还是倾斜安装等)确定得到。在磁轴承组件启动后,且压缩机运行进入平稳状态时,获取线圈组内的平均电流值,根据该平均电流值动态调整“起浮”时注入线圈组的初始电流值,可以有效地避免在“起浮”时,由于转子的参考位置和实际位置偏差较大造成的偏置电流“超调”等偏置电流不准确的现象,避免了在磁轴承组件启动时发生碰轴等导致损伤磁轴承和转子的情况,提高了“起浮”时偏置电流的响应时间,提高压缩机的运行稳定性和运行效率。
在上述任一技术方案中,进一步地,根据补偿系数调整注入线圈组的偏置电流的步骤,具体包括:根据补偿系数和初始偏置电流值确定调整值,根据调整值调整偏置电流。
在该技术方案中,在据补偿系数调整注入线圈组的偏置电流时,具体根据补偿系数和初始偏置电流值确定调整值。其中,该初始偏置电流值即当前注入线圈组的偏置电流值,计算补偿系数与当前注入线圈组的偏置电流值的乘积,得到调整值,并根据转子在磁轴承内的具体位置,基于调整值实时调整注入线圈组的偏置电流。
在上述任一技术方案中,进一步地,根据补偿系数分别确定线圈组中每一个线圈对应的调整值,以分别调整注入每一个线圈的偏置电流。
在该技术方案中,磁轴承包括第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈,或第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和轴向线圈,根据计算得到的补偿系数分别确定其中每个线圈对应的调整值,并分别调整注入每个线圈的偏置电流,使磁轴承组件的控制效果更加精确,进一步提高磁轴承组件的运行稳定性和使用寿命,并提高磁轴承组件的运行效率。
本发明的第三方面提供了一种压缩机,该压缩机包括如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件,以及存储器和处理器,存储器用于存储计算机程序;处理器用于执行计算机程序时实现如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件的控制方法,因此,该压缩机包括如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件,以及如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件的控制方法的全部有益效果,在此不再赘述。
本发明的第四方面提供了一种空调器,包括如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件,和/或如上述任一技术方案中提供的压缩机,因此,该空调器包括如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件,以及如上述任一技术方案中提供的压缩机的全部有益效果,在此不再赘述。
本发明的第五方面提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件的控制方法,因此,该压缩机包括如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件的控制方法的全部有益效果,在此不再赘述。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的结构示意图;
图2示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的另一个结构示意图;
图3示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的又一个结构示意图;
图4示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的再一个结构示意图;
图5示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的控制方法的流程图;
图6示出了根据本发明的另一个实施例的磁轴承组件的控制方法的流程图;
图7示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的控制方法的控制逻辑图;
图8示出了根据本发明的另一个实施例的压缩机的结构框图。
其中,图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
2转子,4磁轴承,42前轴承,44后轴承。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图8描述根据本发明一些实施例所述磁轴承组件、磁轴承组件的控制方法、压缩机、空调器和计算机可读存储介质。
实施例一
如图1所示,在本发明第一方面的实施例中,提供了一种磁轴承组件,包括:转子2;磁轴承4,磁轴承4套设于转子2上,磁轴承4上设置有朝向转子2的线圈组和传感器;控制器,与线圈组和传感器相连接,控制器用于控制传感器获取转子2的位置,根据转子2的位置调整注入线圈组的偏置电流。
在该实施例中,磁轴承组件用于压缩机,包括转子2、磁轴承4和控制器。其中,转子2即压缩机的转子2,磁轴承4套设在转子2上,在压缩机工作工程中,转子2“悬浮”在磁轴承4内部,实现无摩擦。磁轴承4上设置有线圈组和传感器,控制器通过传感器获取转子2在磁轴承4内的位置,并根据磁轴承4的位置实时动态调整注入磁轴承4线圈组的偏置电流,进而有效地避免了由于重力等因素导致转子2位置偏移时,偏置电流不准确造成“悬浮”失效而引起的碰轴问题,提高了注入磁轴承4线圈组的偏置电流的准确性,有效地降低了故障率,提高了磁轴承组件的运行稳定性和使用寿命,进而提高了使用磁轴承组件的压缩机的运行稳定性和使用寿命。
其中,在压缩机和磁轴承组件稳定运行时,转子2位于磁轴承4的轴线位置,相对自身轴线转动,在转子2转动时,转子2在磁轴承4上设置的线圈的磁力影响下“悬浮”在磁轴承4中,且转子2与磁轴承4之间没有物理接触,因此不会产生摩擦力,也无需使用润滑液。
在本发明的一个实施例中,进一步地,如图1、图2和图3所示,磁轴承4包括前轴承42和后轴承44,前轴承42和后轴承44同轴设置。
在该实施例中,磁轴承组件中包括两个磁轴承4,具体为前轴承42和后轴承44,分别套设在转子2的两端以使转子2可以在磁轴承组件内保持平衡,避免出现“偏轴”的情况。
在本发明的一个实施例中,进一步地,如图1、图2、图3和图4所示,磁轴承组件包括前轴承和后轴承,前轴承和后轴承包括:第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈;或第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和轴向线圈;其中,第一线圈和第二线圈相对设置,第三线圈和第四线圈相对设置,轴向线圈设置于磁轴承4的轴线上。
在该实施例中,第一线圈和第二线圈相对设置,第一线圈和第二线圈可确定一个坐标轴,此处记为X轴;第三线圈和第四线圈相对设置,第三线圈和第四线圈可确定另一个坐标轴,此处记为Y轴,对于设置有轴向线圈的情况,X轴和Y轴的交点与轴向线圈还可确定第三个坐标轴,此处记为Z轴。X轴、Y轴和Z轴共同构成一个空间坐标系XYZ。
转子2在前轴承42、后轴承44中共具有5个自由度,具体为前轴承42FXY坐标系内的FX、FY,后轴承44RXY坐标系内的RX、RY,以及沿前轴承42和后轴承44轴线,即Z轴上的Z+和Z-。
具体地,如图2、图3和图4所示,在FXY坐标系下,前轴承42的内径(气隙半径)为r2,前轴承42的保护半径为r1。此时转子2在前轴承42中的位置位于点A(FXA,FYA)。
以轴向线圈设置在前轴承上为例,如图4所示,前轴承42上的第一线圈至轴向线圈分别记为FX1、FX2、FY1、FY2、FZ1和FZ2。
如图3所示,RXY坐标系下,后轴承44的内径(气隙半径)为r4,后轴承44的保护半径为r3,转子2在后轴承44中的位置位于点B(RXB,RYB)。后轴承44上的第一线圈至第四线圈分别记为RX1、RX2、RY1和RY2。
进一步地,如图4所示,在Z轴上,转子2的对应前轴承42的气隙半径为r6,Z轴对应的保护半径为r5,转子2在Z轴上的位置位于点C(ZC,0)。
通过确定转子2在XYZ坐标系内的坐标可准确地确定转子2在磁轴承4内的空间位置,并分别调整注入第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和轴向线圈内的偏置电流,尽可能保证转子2的轴线不偏离Z轴,且转子2相对前轴承42和后轴承44的位置不变,可以提高磁轴承4的稳定性,避免“碰轴”故障的发生,提高磁轴承4的运行稳定性。
实施例二
如图5所示,在本发明第二方面的实施例中,提供了一种磁轴承组件的控制方法,用于控制如上述任一技术方案中所提供的磁轴承组件,该控制方法包括:
S502,获取转子的位置,根据转子的位置确定转子在磁轴承中的运动半径;
S504,根据运动半径和保护半径确定补偿系数,并根据补偿系数调整注入线圈组的偏置电流。
在该实施例中,在磁轴承运行过程中,获取转子的位置,并根据转子的位置确定转子在磁轴承中的运动半径。其中,运动半径代表转子离开磁轴承轴心的实际距离。在确定了转子的运动半径,和预设的保护半径后,根据运动半径和保护半径确定保护系数,并根据保护系数调整注入线圈组的偏置电流,调整后的偏置电流对应于转子在磁轴承内的实际位置,因此有效地避免了由于重力等因素导致转子位置偏移时,偏置电流不准确造成“悬浮”失效而引起的碰轴问题,提高了注入磁轴承线圈组的偏置电流的准确性,有效地降低了故障率,提高了磁轴承组件的运行稳定性和使用寿命,进而提高了使用磁轴承组件的压缩机的运行稳定性和使用寿命。
在本发明的一个实施例中,进一步地,根据运动半径和保护半径确定补偿系数的步骤,具体包括:计算运动半径和保护半径的比值,以比值作为补偿系数;其中,保护半径为预设值,且保护半径小于磁轴承的内径。
在该实施例中,在确定补偿系数时,根据获取到的转子的运动半径和保护半径,计算运动半径和保护半径的比值,该比值即补偿系数。保护半径为预设值,保护半径具体为转子在磁轴承内,沿磁轴承径向“被允许的”最大移动距离。当转子离开磁轴承的轴心的距离超过保护半径时,将会启动“碰轴”保护,将转子“拉回”磁轴承的轴心。
在本发明的一个实施例中,进一步地,如图6所示,在获取转子的位置的步骤之前,控制方法还包括:
S602,向线圈组注入初始偏置电流,以控制磁轴承启动;
S604,获取磁轴承启动后线圈组的平均电流值,根据平均电流值调整初始偏置电流值;
S606,将调整后的初始偏置电流值作为偏置电流注入线圈组。
在该实施例中,在压缩机启动,磁轴承组件上电以使转子“起浮”时,需要向线圈组注入初始偏置电流以控制磁轴承启动。其中,磁轴承组件第一次上电时注入的初始偏置电流为预设值,由工程师在压缩机安装时根据使用环境(包括安装位置和安装角度,如压缩机的安装海拔,压缩机为水平安装、垂直安装还是倾斜安装等)确定得到。在磁轴承组件启动后,且压缩机运行进入平稳状态时,获取线圈组内的平均电流值,根据该平均电流值动态调整“起浮”时注入线圈组的初始电流值,可以有效地避免在“起浮”时,由于转子的参考位置和实际位置偏差较大造成的偏置电流“超调”等偏置电流不准确的现象,避免了在磁轴承组件启动时发生碰轴等导致损伤磁轴承和转子的情况,提高了“起浮”时偏置电流的响应时间,提高压缩机的运行稳定性和运行效率。
在本发明的一个实施例中,进一步地,根据补偿系数调整注入线圈组的偏置电流的步骤,具体包括:根据补偿系数和初始偏置电流值确定调整值,根据调整值调整偏置电流。
在该实施例中,在据补偿系数调整注入线圈组的偏置电流时,具体根据补偿系数和初始偏置电流值确定调整值。其中,该初始偏置电流值即当前注入线圈组的偏置电流值,计算补偿系数与当前注入线圈组的偏置电流值的乘积,得到调整值,并根据转子在磁轴承内的具体位置,基于调整值实时调整注入线圈组的偏置电流。
在本发明的一个实施例中,进一步地,根据补偿系数分别确定线圈组中每一个线圈对应的调整值,以分别调整注入每一个线圈的偏置电流。
在该实施例中,磁轴承包括:第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈;或第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和轴向线圈,根据计算得到的补偿系数分别确定其中每个线圈对应的调整值,并分别调整注入每个线圈的偏置电流,使磁轴承组件的控制效果更加精确,进一步提高磁轴承组件的运行稳定性和使用寿命,并提高磁轴承组件的运行效率。
具体地,如图1、图2、图3和图4所示,磁轴承组件包括前轴承和后轴承,前轴承包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和轴向线圈;后轴承包括第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈。其中,第一线圈和第二线圈相对设置,第三线圈和第四线圈相对设置,轴向线圈设置于磁轴承的轴线上。
第一线圈和第二线圈相对设置,第一线圈和第二线圈可确定一个坐标轴,此处记为X轴;第三线圈和第四线圈相对设置,第三线圈和第四线圈可确定另一个坐标轴,此处记为Y轴。对于设置有轴向线圈的前轴承,X轴和Y轴的交点与轴向线圈可确定第三个坐标轴,此处记为Z轴。X轴、Y轴和Z轴共同构成一个空间坐标系XYZ。转子在前轴承、后轴承中共具有5个自由度,具体为前轴承FXY坐标系内的FX、FY,后轴承RXY坐标系内的RX、RY,以及沿前轴承和后轴承轴线,即Z轴上的Z+和Z-。
如图2所示,FXY坐标系下,前轴承的内径(气隙半径)为r2,前轴承的保护半径为r1。此时转子在前轴承中的位置位于点A(FXA,FYA)。前轴承上的第一线圈至轴向线圈分别记为FX1、FX2、FY1、FY2、FZ1和FZ2。
如图3所示,RXY坐标系下,后轴承的内径(气隙半径)为r4,后轴承的保护半径为r3,转子在后轴承中的位置位于点B(RXB,RYB)。后轴承上的第一线圈至第四线圈分别记为RX1、RX2、RY1和RY2。
如图4所示,在Z轴上,转子的对应前轴承和后轴承的气隙半径为r6,Z轴对应的保护半径为r5,转子在Z轴上的位置位于点C(ZC,0)。
其中,磁轴承线圈的控制逻辑如图7所示,具体地,首先,S702,磁轴承上电,上电后,为克服重力,进入S704,启动偏置电流调整模块,在启动稳定运行后,进入S706,启动偏置电流动态调整模块。
具体地,在上电初始化阶段,分别初始化磁轴承组件的每一个线圈(FX1、FX2、FY1、FY2、FZ1、FZ2、RX1、RX2、RY1和RY2,共10个线圈),首次上电时,初始偏置电流a为预设值。
在上电后,转子开始5个自由度的悬浮,待悬浮稳定一段时间后(预设值),统计每个线圈的平均电流值,分别记为I_avg1至I_avg10。
此时控制器按照固定的间隔逐步增加或减小注入线圈组的初始偏置电流a,直至注入线圈组的偏置电流值接近对应的平均电流值,比如预设一个常数c,当满足偏置电流值与平均电流值之间的差的绝对值小于预设的常数c时,将此时的偏置电流更为为新的初始偏置电流。
然后,系统开启偏置电流动态调整模块,具体流程包括:
建立F(XYZ)坐标系和R(XYZ)坐标系,并实时计算转子在磁轴承内的运动半径。
具体地,可通过以下公式实现:
R3=|XC|;
其中,R1为转子在前轴承中的运动半径,(XA,YA)为转子在F(XYZ)坐标系中的坐标,R2为转子在后轴承中的运动半径,(XB,YB)为转子在R(XYZ)坐标系中的坐标,R3为转子在Z轴上的运动距离,XC为转子在Z轴上的坐标。
在动态调整偏置电流的过程中,以调整前轴承的第一线圈至第四线圈的偏置电流为例,当前轴承的线圈组的初始偏置电流为IFX1,转子在前轴承中的位置为A点时,基于A点在F(XYZ)坐标系中所处的象限,具体计算公式为:
对于FX1:
对于FX2:
对于FY1:
对于FY2:
其中,k为补偿系数,补偿系数k可通过以下公式计算得到:
对于前轴承:
对于后轴承:
对于轴向轴承(即前轴承和后轴承的Z轴分量):
其中,可以理解的是,调整偏置电流的计算公式并不限于以上公式形态,根据传感器电路设置的不同,可对应设置不同的计算公式。
磁轴承上线圈的数量也不限于4个或5个,在对应更多的自由度时,可对应设置更多的线圈数量,如8个、10个、16个或18个均为可选方案。
通过确定转子在XYZ坐标系内的坐标可准确地确定转子在磁轴承内的空间位置,并分别调整注入第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈和轴向线圈内的偏置电流,尽可能保证转子的轴线不偏离Z轴,且转子相对前轴承和后轴承的位置不变,可以提高磁轴承的稳定性,避免“碰轴”故障的发生,提高磁轴承的运行稳定性。
如图8所示,在本发明第三方面的实施例中,提供了一种压缩机800,压缩机800包括磁轴承组件802,该磁轴承组件802即实施例一中提供的磁轴承组件,以及包括存储器804和处理器806,存储器804用于存储计算机程序;处理器806用于执行计算机程序时实现如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件的控制方法,因此,该压缩机包括如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件,以及如上述任一技术方案中提供的磁轴承组件的控制方法的全部有益效果,在此不再赘述。
在本发明的第四方面的实施例中,提供了一种空调器,包括如上述任一实施例中提供的磁轴承组件,和/或如上述任一实施例中提供的压缩机,因此,该空调器包括如上述任一实施例中提供的磁轴承组件,以及如上述任一实施例中提供的压缩机的全部有益效果,在此不再赘述。
在本发明的第五方面的实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例中提供的磁轴承组件的控制方法,因此,该压缩机包括如上述任一实施例中提供的磁轴承组件的控制方法的全部有益效果,在此不再赘述。
本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,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保护范围之内。

Claims (11)

1.一种磁轴承组件,其特征在于,包括:
转子;
磁轴承,所述磁轴承套设于所述转子上,所述磁轴承上设置有朝向所述转子的线圈组和传感器;
控制器,与所述线圈组和所述传感器相连接,所述控制器用于控制所述传感器获取所述转子的位置,根据所述转子的位置调整注入所述线圈组的偏置电流。
2.根据权利要求1所述的磁轴承组件,其特征在于,所述磁轴承包括前轴承和后轴承,所述前轴承和所述后轴承同轴设置。
3.根据权利要求1所述的磁轴承组件,其特征在于,所述线圈组包括第一线圈、第二线圈、第三线圈和第四线圈;或
所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈、所述第四线圈和轴向线圈;
其中,所述第一线圈和所述第二线圈相对设置,所述第三线圈和所述第四线圈相对设置,所述轴向线圈设置于所述磁轴承的轴线上。
4.一种磁轴承组件的控制方法,用于控制如权利要求1至3中任一项所述的磁轴承组件,其特征在于,所述控制方法包括:
获取所述转子的位置,根据所述转子的位置确定所述转子在所述磁轴承中的运动半径;
根据所述运动半径和保护半径确定补偿系数,并根据所述补偿系数调整注入所述线圈组的所述偏置电流。
5.根据权利要求4所述的磁轴承组件的控制方法,其特征在于,所述根据所述运动半径和保护半径确定补偿系数的步骤,具体包括:
计算所述运动半径和所述保护半径的比值,以所述比值作为所述补偿系数;
其中,所述保护半径为预设值,且所述保护半径小于所述磁轴承的内径。
6.根据权利要求4或5所述的磁轴承组件的控制方法,其特征在于,在所述获取所述转子的位置的步骤之前,所述控制方法还包括:
向所述线圈组注入初始偏置电流,以控制所述磁轴承启动;
获取所述磁轴承启动后所述线圈组的平均电流值,根据所述平均电流值调整所述初始偏置电流值,将调整后的所述初始偏置电流值作为所述偏置电流注入所述线圈组。
7.根据权利要求6所述的磁轴承组件的控制方法,其特征在于,所述根据所述补偿系数调整注入所述线圈组的所述偏置电流的步骤,具体包括:
根据所述补偿系数和所述初始偏置电流值确定调整值,根据所述调整值调整所述偏置电流。
8.根据权利要求7所述的磁轴承组件的控制方法,其特征在于,根据所述补偿系数分别确定所述线圈组中每一个线圈对应的调整值,以分别调整注入每一个所述线圈的偏置电流。
9.一种压缩机,其特征在于,包括:
如权利要求1至3中任一项所述的磁轴承;
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求4至8中任一项所述的磁轴承组件的控制方法。
10.一种空调器,其特征在于,包括:
如权利要求1至3中任一项所述的磁轴承组件;和/或
如权利要求9所述的压缩机。
11.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4至8中任一项所述的磁轴承组件的控制方法。
CN201910781960.9A 2019-08-23 2019-08-23 磁轴承组件及控制方法、压缩机、空调器和存储介质 Active CN110469583B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910781960.9A CN110469583B (zh) 2019-08-23 2019-08-23 磁轴承组件及控制方法、压缩机、空调器和存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910781960.9A CN110469583B (zh) 2019-08-23 2019-08-23 磁轴承组件及控制方法、压缩机、空调器和存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110469583A true CN110469583A (zh) 2019-11-19
CN110469583B CN110469583B (zh) 2020-12-15

Family

ID=68513554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910781960.9A Active CN110469583B (zh) 2019-08-23 2019-08-23 磁轴承组件及控制方法、压缩机、空调器和存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110469583B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112014776A (zh) * 2020-09-11 2020-12-01 广东美的暖通设备有限公司 接线检测方法、磁悬浮压缩机、空调机组和可读存储介质
CN113280043A (zh) * 2021-05-24 2021-08-20 珠海格力电器股份有限公司 一种磁轴承的控制装置、方法和磁悬浮系统
US11306777B2 (en) * 2017-10-24 2022-04-19 Lg Electronics Inc. Magnetic bearing control apparatus, control method and high speed rotating motor using the same
WO2023131103A1 (zh) * 2022-01-06 2023-07-13 广东美的暖通设备有限公司 磁轴承组件及其控制方法、控制装置、压缩机和空调器
CN116576147A (zh) * 2023-07-12 2023-08-11 广东美的暖通设备有限公司 磁悬浮保护边界的确定方法及其装置、离心压缩机
CN117703927A (zh) * 2024-02-05 2024-03-15 贵州中航华强科技有限公司 一种磁悬浮轴承控制系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0880653A1 (en) * 1996-02-24 1998-12-02 The Glacier Metal Company Limited Rotor arrangement including axial displacement rate transducer
EP1197670A2 (en) * 2000-10-16 2002-04-17 Seiko Instruments Inc. Magnetic bearing apparatus
CN201420807Y (zh) * 2009-03-17 2010-03-10 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 混合磁路的磁悬浮轴承装置
CN105823452A (zh) * 2016-04-29 2016-08-03 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
CN107091516A (zh) * 2017-06-08 2017-08-25 广东美的暖通设备有限公司 电流控制方法、电流控制系统和空调器
CN107133387A (zh) * 2017-04-10 2017-09-05 浙江大学 转子不平衡系数变步长多边形迭代搜寻的不平衡补偿算法
CN107271126A (zh) * 2017-05-31 2017-10-20 北京航空航天大学 一种基于磁悬浮技术的转子模态频率及模态振型在线测试装置
CN110131314A (zh) * 2019-06-12 2019-08-16 珠海格力电器股份有限公司 磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0880653A1 (en) * 1996-02-24 1998-12-02 The Glacier Metal Company Limited Rotor arrangement including axial displacement rate transducer
EP1197670A2 (en) * 2000-10-16 2002-04-17 Seiko Instruments Inc. Magnetic bearing apparatus
CN201420807Y (zh) * 2009-03-17 2010-03-10 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 混合磁路的磁悬浮轴承装置
CN105823452A (zh) * 2016-04-29 2016-08-03 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
CN107133387A (zh) * 2017-04-10 2017-09-05 浙江大学 转子不平衡系数变步长多边形迭代搜寻的不平衡补偿算法
CN107271126A (zh) * 2017-05-31 2017-10-20 北京航空航天大学 一种基于磁悬浮技术的转子模态频率及模态振型在线测试装置
CN107091516A (zh) * 2017-06-08 2017-08-25 广东美的暖通设备有限公司 电流控制方法、电流控制系统和空调器
CN110131314A (zh) * 2019-06-12 2019-08-16 珠海格力电器股份有限公司 磁悬浮轴承、电机、压缩机和空调器

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11306777B2 (en) * 2017-10-24 2022-04-19 Lg Electronics Inc. Magnetic bearing control apparatus, control method and high speed rotating motor using the same
CN112014776A (zh) * 2020-09-11 2020-12-01 广东美的暖通设备有限公司 接线检测方法、磁悬浮压缩机、空调机组和可读存储介质
CN113280043A (zh) * 2021-05-24 2021-08-20 珠海格力电器股份有限公司 一种磁轴承的控制装置、方法和磁悬浮系统
CN113280043B (zh) * 2021-05-24 2022-05-10 珠海格力电器股份有限公司 一种磁轴承的控制装置、方法和磁悬浮系统
WO2023131103A1 (zh) * 2022-01-06 2023-07-13 广东美的暖通设备有限公司 磁轴承组件及其控制方法、控制装置、压缩机和空调器
CN116576147A (zh) * 2023-07-12 2023-08-11 广东美的暖通设备有限公司 磁悬浮保护边界的确定方法及其装置、离心压缩机
CN116576147B (zh) * 2023-07-12 2023-09-22 广东美的暖通设备有限公司 磁悬浮保护边界的确定方法及其装置、离心压缩机
CN117703927A (zh) * 2024-02-05 2024-03-15 贵州中航华强科技有限公司 一种磁悬浮轴承控制系统
CN117703927B (zh) * 2024-02-05 2024-04-16 贵州中航华强科技有限公司 一种磁悬浮轴承控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110469583B (zh) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110469583A (zh) 磁轴承组件及控制方法、压缩机、空调器和存储介质
CN108716471B (zh) 一种磁悬浮分子泵转子极小位移主动控制方法
CN103711542A (zh) 油泵控制系统和方法
CN104520599B (zh) 具有结合到其的辅助轴承的径向类型复合磁轴承
CN105674480B (zh) 空调器及空调器的降噪控制方法和降噪控制装置
CN102425557B (zh) 一种获取磁悬浮分子泵转子悬浮中心的控制方法
CN103115724B (zh) 一种高速电主轴的在线动平衡补偿装置及其补偿方法
CN109067274A (zh) 基于干扰补偿的永磁同步电机调速的积分滑模控制方法
CN102425553B (zh) 磁悬浮分子泵的转子悬浮中心测定方法
CN102242722B (zh) 一种磁悬浮分子泵及其控制方法、制造方法
Yang Electromagnetic actuator implementation and control for resonance vibration reduction in miniature magnetically levitated rotating machines
TW574476B (en) Molecular pump for forming a vacuum
CN104638983A (zh) 一种小型磁悬浮稳定平台
Ma et al. Active surge control for magnetically suspended centrifugal compressors using a variable equilibrium point approach
CN112784452B (zh) 一种多参数不确定性情况下的磁悬浮轴承建模方法及系统
CN102032208A (zh) 一种磁悬浮分子泵的自适应控制系统及控制方法
KR20120090757A (ko) 블레이드 피치 제어 장치, 풍력 발전 장치, 및 블레이드 피치 제어 방법
CN111927817A (zh) 磁悬浮分子泵控制方法、控制器和控制系统
CN102410238B (zh) 一种磁悬浮分子泵升速过程中的平稳控制方法
CN116663201B (zh) 一种确定磁悬浮分子泵转子悬浮中心的方法、设备及介质
CN113700741B (zh) 磁悬浮轴承系统及其控制方法、装置和存储介质
CN116576147B (zh) 磁悬浮保护边界的确定方法及其装置、离心压缩机
US10208760B2 (en) Rotary machine including active magnetic bearing
CN204061263U (zh) 通过主动轴向磁轴承调节叶轮轴向间隙的离心式风机
CN107104618A (zh) 一种磁悬浮电机转子的控制方法及系统

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
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20191119

Assignee: CHONGQING MIDEA GENERAL REFRIGERATION EQUIPMENT Co.,Ltd.

Assignor: GD MIDEA HEATING & VENTILATING EQUIPMENT Co.,Ltd.|MIDEA GROUP Co.,Ltd.

Contract record no.: X2022440000050

Denomination of invention: Magnetic bearing assembly and control method, compressor, air conditioner and storage medium

Granted publication date: 20201215

License type: Common License

Record date: 20220712