CN110939654A - 一种磁悬浮轴承控制方法、装置、存储介质及磁悬浮系统 - Google Patents

一种磁悬浮轴承控制方法、装置、存储介质及磁悬浮系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁悬浮轴承控制方法、装置、存储介质及磁悬浮系统，该方法包括：确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩；若压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩，则增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，以控制磁悬浮轴承的控制参数适应于压缩机启动时所需要的启动转矩。本发明的方案，可以解决由于启动转矩不定而影响启动可靠性的问题，达到提升启动可靠性的效果。

Description

一种磁悬浮轴承控制方法、装置、存储介质及磁悬浮系统
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控制方法、装置、存储介质及磁悬浮系统，尤其涉及一种磁悬浮轴承控制方法、装置、存储介质及磁悬浮系统。
背景技术
磁悬浮技术，可以利用磁力克服重力使物体悬浮。磁悬浮转轴运行在无接触的环境中，可轻易实现高转速旋转。磁悬浮压缩机是一种常见的磁悬浮旋转机械，目前已经在很多场合得到应用。磁悬浮压缩机由电机和磁悬浮轴承两大核心部件组成，通过轴承控制器实时调节轴承线圈电流实现电机转子稳定悬浮，保持转子和定子之间无机械接触，其系统简图如图5所示。
变频器的驱动方式大多采用开闭环启动方式，由于压缩机启动时负载不定，压缩机需求的启动转矩也不一，启动电流越大，启动转矩越大，电机转子越容易启动；反之电机转子越容易启动失败。同时，启动转矩越大，启动时对轴承的冲击越大，在磁轴承控制刚度不变的情况下，轴承转子悬浮精度越差；反之，启动转矩越小，轴承转子悬浮精度越高。
为了避免压缩机启动失败，通常会选取较大的启动电流；或者在启动失败后增加启动电流；若不针对各种启动转矩进行不同的轴承控制，在启动转矩较大时，轴承控制采用偏小的轴承控制刚度，轴承转子悬浮精度容易变差引发轴承保护，影响压缩机可靠性；反之，则容易激发轴承转子振动，易失稳，影响压缩机可靠性。
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，提供一种磁悬浮轴承控制方法、装置、存储介质及磁悬浮系统，以解决由于启动转矩不定而影响启动可靠性的问题，达到提升启动可靠性的效果。
本发明提供一种磁悬浮轴承控制方法，包括：确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩；若压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩，则增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，以控制磁悬浮轴承的控制参数适应于压缩机启动时所需要的启动转矩。
可选地，确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩，包括：获取磁悬浮系统中压缩机的启动参数；确定压缩机的启动参数是否大于或等于设定参数；若压缩机的启动参数大于或等于设定参数，则确定压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩。
可选地，其中，压缩机的启动参数，包括：压缩机的启动电流；和/或，所述设定参数，包括：设定电压，且设定电压小于能够引发轴承位移保护的最小电流所对应的电压。
可选地，确定所述启动参数是否大于或等于设定参数，包括：在压缩机的启动参数包括压缩机的启动电流、且设定参数包括设定电压的情况下，将压缩机的启动电流转换为启动电压后，确定该启动电压是否大于或等于设定电压，以在该启动电压大于或等于设定电压的情况下确定压缩机的启动参数大于或等于设定参数。
可选地，磁悬浮轴承的控制参数，包括：磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度；增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，包括：按设定的增大方式，对磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度进行增大；其中，设定的增大方式，包括：线性增大、阶梯式增大、凸镜面弧线式增大、凹镜面弧线式增大中的任一种增大方式或任几种增大方式。
可选地，还包括：在磁悬浮系统中的轴承控制器和变频器接收到启动指令的情况下，确定磁悬浮系统中的磁悬浮轴承的悬浮程度是否达到设定程度；在磁悬浮轴承的悬浮程度达到设定程度的情况下，控制变频器开始启动运行；在变频器开始启动运行后，对磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩进行确定。
与上述方法相匹配，本发明另一方面提供一种磁悬浮轴承控制装置，包括：确定单元，用于确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩；控制单元，用于若压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩，则增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，以控制磁悬浮轴承的控制参数适应于压缩机启动时所需要的启动转矩。
可选地，所述确定单元确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩，包括：获取磁悬浮系统中压缩机的启动参数；确定压缩机的启动参数是否大于或等于设定参数；若压缩机的启动参数大于或等于设定参数，则确定压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩。
可选地，其中，压缩机的启动参数，包括：压缩机的启动电流；和/或，所述设定参数，包括：设定电压，且设定电压小于能够引发轴承位移保护的最小电流所对应的电压。
可选地，所述确定单元确定所述启动参数是否大于或等于设定参数，包括：在压缩机的启动参数包括压缩机的启动电流、且设定参数包括设定电压的情况下，将压缩机的启动电流转换为启动电压后，确定该启动电压是否大于或等于设定电压，以在该启动电压大于或等于设定电压的情况下确定压缩机的启动参数大于或等于设定参数。
可选地，磁悬浮轴承的控制参数，包括：磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度；所述控制单元增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，包括：按设定的增大方式，对磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度进行增大；其中，设定的增大方式，包括：线性增大、阶梯式增大、凸镜面弧线式增大、凹镜面弧线式增大中的任一种增大方式或任几种增大方式。
可选地，还包括：所述确定单元，还用于在磁悬浮系统中的轴承控制器和变频器接收到启动指令的情况下，确定磁悬浮系统中的磁悬浮轴承的悬浮程度是否达到设定程度；所述控制单元，还用于在磁悬浮轴承的悬浮程度达到设定程度的情况下，控制变频器开始启动运行；所述确定单元，还用于在变频器开始启动运行后，对磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩进行确定。
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：以上所述的磁悬浮轴承控制装置。
与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种计算机可读存储介质，包括：所述计算机可读存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行以上所述的磁悬浮轴承控制方法。
与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮系统，包括：处理器，用于执行多条指令；存储器，用于存储多条指令；其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行以上所述的磁悬浮轴承控制方法。
本发明的方案，通过采用磁悬浮轴承控制刚度自适应控制方式，可适应各种启动转矩情况，可以保证轴承控制精度，保证磁悬浮压缩机在各种情况下都能可靠启动，提升启动可靠性。
进一步，本发明的方案，通过在压缩机启动过程中，通过判断压缩机启动电流大小，实时调整磁悬浮压缩机轴承控制器控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护，避免磁悬浮压缩机启动失败的问题。
进一步，本发明的方案，通过根据压缩机启动电流大小调整磁悬浮压缩机轴承控制器的控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护，提升了启动可靠性。
进一步，本发明的方案，通过实时检测变频器的启动电流I，并经过调制转化为电压信号，当电压信号大于或等于参考信号时，轴承控制刚度按一定规则增大，实现实时调整轴承控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护。
进一步，本发明的方案，通过判断变频器启动电流是否达到设定值，若达到设定值，则增加轴承控制刚度，使轴承悬浮精度得到保证、且不触发轴承保护导致启动失败，提升了启动可靠性。
由此，本发明的方案，通过判断压缩机启动电流大小，实时调整磁悬浮压缩机轴承控制器控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护，解决由于启动转矩不定而影响启动可靠性的问题，达到提升启动可靠性的效果；尤其是可以解决由于压缩机启动时负载不定，使得压缩机需求的启动转矩不同而影响压缩机可靠性的问题，达到提升压缩机可靠性的效果。
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为本发明的磁悬浮轴承控制方法的一实施例的流程示意图；
图2为本发明的方法中确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩的一实施例的流程示意图；
图3为本发明的方法中确定磁悬浮轴承控制时机的一实施例的流程示意图；
图4为本发明的磁悬浮轴承控制装置的一实施例的结构示意图；
图5为磁悬浮压缩机运行控制简图；
图6为控制刚度过小引发轴承保护导致启动失败的曲线示意图，其中，(a)为控制刚度过小引发轴承保护导致启动失败的电机启动电流曲线示意图，(b)为控制刚度过小引发轴承保护导致启动失败的转子悬浮位移曲线示意图，(c)为控制刚度过小引发轴承保护导致启动失败的控制刚度曲线示意图；
图7为本发明的磁悬浮系统中磁悬浮控制系统的一实施例的的结构示意图；
图8为本发明的磁悬浮系统的一实施例的控制逻辑示意图；
图9为本发明的磁悬浮系统的一实施例的五种轴承控制其控制刚度增大方式的结构示意图，其中，(a)为第一增大方式，(b)为第二增大方式，(c)为第三增大方式，(d)为第四增大方式，(e)为第五增大方式。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
102-确定单元；104-控制单元。
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，提供了一种磁悬浮轴承控制方法，如图1所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该磁悬浮轴承控制方法可以包括：步骤S110和步骤S120。
在步骤S110处，确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩。
可选地，可以结合图2所示本发明的方法中确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S110中确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩的具体过程，可以包括：步骤S210至步骤S230。
步骤S210，获取磁悬浮系统中压缩机的启动参数。
其中，压缩机的启动参数，可以包括：压缩机的启动电流。
例如：在压缩机启动过程中，通过判断压缩机启动电流大小，实时调整磁悬浮压缩机轴承控制器控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护，避免因启动时因轴承保护问题使压缩机启动失败。
由此，通过以压缩机的启动电流作为压缩机的启动参数，使得对压缩机的启动参数的确定简便且可靠。
步骤S220，确定压缩机的启动参数是否大于或等于设定参数。
其中，所述设定参数，可以包括：设定电流，或与设定电流对应的设定电压，且设定电压小于能够引发轴承位移保护的最小电流所对应的电压。
例如：参考信号Vref的值要小于引发轴承位移保护的最小电流值所对应的电压信号。
由此，通过以小于能够引发轴承位移保护的最小电流所对应的电压的设定电压作为设定参数，使得对压缩机的启动电流的判断基准的确定精准且可靠。
更可选地，步骤S220中确定所述启动参数是否大于或等于设定参数，可以包括：在压缩机的启动参数可以包括压缩机的启动电流、且设定参数可以包括设定电压的情况下，将压缩机的启动电流转换为启动电压后，确定该启动电压是否大于或等于设定电压，以在该启动电压大于或等于设定电压的情况下确定压缩机的启动参数大于或等于设定参数。而在该启动电压小于设定电压的情况下，维持磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数。
例如：电流比较电路实时检测变频器的启动电流I，并经过调制转化为电压信号Vcurrent，电压信号Vcurrent与参考信号Vref进行比较，当电压信号Vcurrent小于参考信号Vref时，比较器输出为0；当电压信号Vcurrent大于或等于参考信号Vref时，比较器输出为1。电流比较电路的输出提供给轴承控制器。
由此，通过将压缩机的启动电流转换为启动电压后，再将该启动电压与设定电压进行比较，使得对压缩机的启动电流是否达到设定参数的判断更加简便，且可以保证精准性。
步骤S230，若压缩机的启动参数大于或等于设定参数，则确定压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩。
由此，通过在压缩机的启动参数大于或等于设定参数的情况下，确定压缩机启动所需要的启动转矩超过设定转矩，使得对压缩机启动所需求的启动转矩的确定简便且精准。
在步骤S120处，若压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩，则增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，以控制磁悬浮轴承的控制参数适应于压缩机启动时所需要的启动转矩。
例如：一种磁悬浮轴承控制刚度自适应控制方式，可适应各种启动转矩情况，保证轴承控制精度，保证磁悬浮压缩机在各种情况下都能可靠启动。这样，解决了磁悬浮压缩机启动过程中，变频器启动电流增大，引起轴承悬浮精度变差，引发轴承保护，导致磁悬浮压缩机启动失败的问题。
由此，通过在压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩的情况下，增大磁悬浮轴承的控制参数，可以提高压缩机的启动可靠性。
其中，磁悬浮轴承的控制参数，可以包括：磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度。
例如：轴承和轴承控制器中，轴承控制器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。例如：轴承控制器根据电流比较电路的输出，实时调整轴承控制刚度，如当电流比较电路输出为1时，轴承控制刚度按一定规则增大；当电流比较电路输出为0时，轴承控制刚度保持不变。
可选地，步骤S120中增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，可以包括：按设定的增大方式，对磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度进行增大。
其中，设定的增大方式，可以包括：线性增大、阶梯式增大、凸镜面弧线式增大、凹镜面弧线式增大中的任一种增大方式或任几种增大方式。
例如：轴承控制刚度可以按照一定规则增大，但不限于某种特定方式，如图9所示为其中5种增大轴承控制刚度的方式。例如：如图9中，(a)所示的先平稳再线性增大的第一增大方式，(b)所示的阶梯式增大的第二增大方式，(c)所示的先平稳再按凸镜面弧线增大的第三增大方式，(d)所示的先平稳再按凹镜面弧线增大的第四增大方式，(e)所示的先平稳再按凸镜面弧线和凹镜面弧线交替地增大的第五增大方式，类似(e)所示的先平稳再按凹镜面弧线和凸镜面弧线交替地增大的第六增大方式，等等。
由此，通过多种增大方式对磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度进行增大，使得对轴承控制器的控制刚度的增大处理灵活且简便。
在一个可选实施方式中，还可以包括：确定磁悬浮轴承控制时机的过程，具体是对磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩的确定时机进行确定的过程。
下面结合图3所示本发明的方法中确定磁悬浮轴承控制时机的一实施例流程示意图，进一步说明确定磁悬浮轴承控制时机的具体过程，可以包括：步骤S310至步骤S330。
步骤S310，在磁悬浮系统中的轴承控制器和变频器接收到启动指令的情况下，确定磁悬浮系统中的磁悬浮轴承的悬浮程度是否达到设定程度，也就是确定磁悬浮系统中的磁悬浮轴承是否悬浮稳定。其中，该启动指令，可以用于启动压缩机。
步骤S320，在磁悬浮轴承的悬浮程度达到设定程度的情况下，即在磁悬浮轴承悬浮稳定的情况下，控制变频器开始启动运行。
步骤S330，在变频器开始启动运行后，对磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩进行确定。
例如：变频器和轴承控制器接收启动指令，待轴承悬浮稳定后，变频器开始启动运行。变频器开始启动运行后，首先判断变频器启动电流是否达到设定值，若达到设定值，则增加轴承控制刚度，使轴承悬浮精度得到保证，不触发轴承保护导致启动失败。
由此，通过在确定磁悬浮轴承悬浮稳定的情况下变频器开始启动运行后，才对压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩进行确定，使得压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩进行确定的确定时机精准且可靠。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过采用磁悬浮轴承控制刚度自适应控制方式，可适应各种启动转矩情况，可以保证轴承控制精度，保证磁悬浮压缩机在各种情况下都能可靠启动，提升启动可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮轴承控制方法的一种磁悬浮轴承控制装置。参见图4所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该磁悬浮轴承控制装置可以包括：确定单元102和控制单元104。
在一个可选例子中，确定单元102，可以用于确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩。该确定单元102的具体功能及处理参见步骤S110。
可选地，所述确定单元102确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩，可以包括：
所述确定单元102，具体还可以用于获取磁悬浮系统中压缩机的启动参数。该确定单元102的具体功能及处理还参见步骤S210。
其中，压缩机的启动参数，可以包括：压缩机的启动电流。
例如：在压缩机启动过程中，通过判断压缩机启动电流大小，实时调整磁悬浮压缩机轴承控制器控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护，避免因启动时因轴承保护问题使压缩机启动失败。
由此，通过以压缩机的启动电流作为压缩机的启动参数，使得对压缩机的启动参数的确定简便且可靠。
所述确定单元102，具体还可以用于确定压缩机的启动参数是否大于或等于设定参数。该确定单元102的具体功能及处理还参见步骤S220。
其中，所述设定参数，可以包括：设定电流，或与设定电流对应的设定电压，且设定电压小于能够引发轴承位移保护的最小电流所对应的电压。
例如：参考信号Vref的值要小于引发轴承位移保护的最小电流值所对应的电压信号。
由此，通过以小于能够引发轴承位移保护的最小电流所对应的电压的设定电压作为设定参数，使得对压缩机的启动电流的判断基准的确定精准且可靠。
更可选地，所述确定单元102确定所述启动参数是否大于或等于设定参数，可以包括：所述确定单元102，具体还可以用于在压缩机的启动参数可以包括压缩机的启动电流、且设定参数可以包括设定电压的情况下，将压缩机的启动电流转换为启动电压后，确定该启动电压是否大于或等于设定电压，以在该启动电压大于或等于设定电压的情况下确定压缩机的启动参数大于或等于设定参数。而在该启动电压小于设定电压的情况下，维持磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数。
例如：电流比较电路实时检测变频器的启动电流I，并经过调制转化为电压信号Vcurrent，电压信号Vcurrent与参考信号Vref进行比较，当电压信号Vcurrent小于参考信号Vref时，比较器输出为0；当电压信号Vcurrent大于或等于参考信号Vref时，比较器输出为1。电流比较电路的输出提供给轴承控制器。
由此，通过将压缩机的启动电流转换为启动电压后，再将该启动电压与设定电压进行比较，使得对压缩机的启动电流是否达到设定参数的判断更加简便，且可以保证精准性。
所述确定单元102，具体还可以用于若压缩机的启动参数大于或等于设定参数，则确定压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩。该确定单元102的具体功能及处理还参见步骤S230。
由此，通过在压缩机的启动参数大于或等于设定参数的情况下，确定压缩机启动所需要的启动转矩超过设定转矩，使得对压缩机启动所需求的启动转矩的确定简便且精准。
在一个可选例子中，控制单元104，可以用于若压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩，则增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，以控制磁悬浮轴承的控制参数适应于压缩机启动时所需要的启动转矩。该控制单元104的具体功能及处理参见步骤S120。
例如：一种磁悬浮轴承控制刚度自适应控制方式，可适应各种启动转矩情况，保证轴承控制精度，保证磁悬浮压缩机在各种情况下都能可靠启动。这样，解决了磁悬浮压缩机启动过程中，变频器启动电流增大，引起轴承悬浮精度变差，引发轴承保护，导致磁悬浮压缩机启动失败的问题。
由此，通过在压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩的情况下，增大磁悬浮轴承的控制参数，可以提高压缩机的启动可靠性。
其中，磁悬浮轴承的控制参数，可以包括：磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度。
例如：轴承和轴承控制器中，轴承控制器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。例如：轴承控制器根据电流比较电路的输出，实时调整轴承控制刚度，如当电流比较电路输出为1时，轴承控制刚度按一定规则增大；当电流比较电路输出为0时，轴承控制刚度保持不变。
其中，磁悬浮轴承的控制参数，可以包括：磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度。
可选地，所述控制单元104增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，可以包括：所述控制单元104，具体还可以用于按设定的增大方式，对磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度进行增大。
其中，设定的增大方式，可以包括：线性增大、阶梯式增大、凸镜面弧线式增大、凹镜面弧线式增大中的任一种增大方式或任几种增大方式。
例如：轴承控制刚度可以按照一定规则增大，但不限于某种特定方式，如图9所示为其中5种增大轴承控制刚度的方式。例如：如图9中，(a)所示的先平稳再线性增大的第一增大方式，(b)所示的阶梯式增大的第二增大方式，(c)所示的先平稳再按凸镜面弧线增大的第三增大方式，(d)所示的先平稳再按凹镜面弧线增大的第四增大方式，(e)所示的先平稳再按凸镜面弧线和凹镜面弧线交替地增大的第五增大方式，类似(e)所示的先平稳再按凹镜面弧线和凸镜面弧线交替地增大的第六增大方式，等等。
由此，通过多种增大方式对磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度进行增大，使得对轴承控制器的控制刚度的增大处理灵活且简便。
在一个可选实施方式中，还可以包括：确定磁悬浮轴承控制时机的过程，具体是对磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩的确定时机进行确定的过程。
所述确定单元102，还可以用于在磁悬浮系统中的轴承控制器和变频器接收到启动指令的情况下，确定磁悬浮系统中的磁悬浮轴承的悬浮程度是否达到设定程度，也就是确定磁悬浮系统中的磁悬浮轴承是否悬浮稳定。其中，该启动指令，可以用于启动压缩机。该确定单元102的具体功能及处理还参见步骤S310。
所述控制单元104，还可以用于在磁悬浮轴承的悬浮程度达到设定程度的情况下，即在磁悬浮轴承悬浮稳定的情况下，控制变频器开始启动运行。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤S320。
所述确定单元102，还可以用于在变频器开始启动运行后，对磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩进行确定。该确定单元102的具体功能及处理还参见步骤S330。
例如：变频器和轴承控制器接收启动指令，待轴承悬浮稳定后，变频器开始启动运行。变频器开始启动运行后，首先判断变频器启动电流是否达到设定值，若达到设定值，则增加轴承控制刚度，使轴承悬浮精度得到保证，不触发轴承保护导致启动失败。
由此，通过在确定磁悬浮轴承悬浮稳定的情况下变频器开始启动运行后，才对压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩进行确定，使得压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩进行确定的确定时机精准且可靠。
由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图3所示的方法的实施例、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，通过在压缩机启动过程中，通过判断压缩机启动电流大小，实时调整磁悬浮压缩机轴承控制器控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护，避免磁悬浮压缩机启动失败的问题。
根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮轴承控制装置的一种磁悬浮系统。该磁悬浮系统可以包括：以上所述的磁悬浮轴承控制装置。
在一个可选实施方式中，本发明的方案，提出了一种磁悬浮轴承控制刚度自适应控制方式，可适应各种启动转矩情况，保证轴承控制精度，保证磁悬浮压缩机在各种情况下都能可靠启动。这样，解决了磁悬浮压缩机启动过程中，变频器启动电流增大，引起轴承悬浮精度变差，引发轴承保护，导致磁悬浮压缩机启动失败的问题。
在一个可选例子中，本发明的方案中，在压缩机启动过程中，通过判断压缩机启动电流大小，实时调整磁悬浮压缩机轴承控制器控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护，避免因启动时因轴承保护问题使压缩机启动失败。
可见，本发明的方案，针对磁悬浮压缩机启动过程中，变频器启动电流增大(如为了避免启动失败选取较大的启动电流，或在启动失败后增加启动电流)，若不针对各种启动转矩进行不同的轴承控制，在启动转矩较大时轴承控制采用偏小的轴承控制刚度，引起轴承悬浮精度变差，引发轴承保护，导致磁悬浮压缩机启动失败的问题；采用根据压缩机启动电流(即变频器的启动电流I)大小调整磁悬浮压缩机轴承控制器的控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护。
其中，磁力轴承的支承特性由磁力轴承的刚度、阻尼组成。磁力轴承刚度：磁力轴承某方向的支承刚度是指该方向单位位移所需的沿该位移方向力的增量。磁力轴承阻尼：磁力轴承某方向的支承阻尼是指该方向单位速度变化所需的沿该速度方向力的增量。磁力轴承刚度由结构本体刚度和控制刚度组成，结构本体刚度由磁轴承结构参数决定，不可变；控制刚度主要是指数字控制器的比例常数。
在一个可选具体实施方式中，可以参见图6至图9所示的例子，对本发明的方案的实现过程进行示例性说明。
图6所示为在轴承控制刚度不变的情况下，启动电流变大，轴承精度变差导致轴承保护，启动失败的示意图。
在一个可选具体例子中，为避免因启动电流过大导致启动失败，本发明的方案，提出一种根据启动电流大小改变轴承控制刚度的方案。
硬件结构可以参见图7所示的例子，图7所示为控制示意图，主要可以包含的部件可以有：轴承控制器、轴承、电机、电机控制器和电流比较电路。
可选地，电流比较电路实时检测变频器的启动电流I，并经过调制转化为电压信号Vcurrent，电压信号Vcurrent与参考信号Vref进行比较，当电压信号Vcurrent小于参考信号Vref时，比较器输出为0；当电压信号Vcurrent大于或等于参考信号Vref时，比较器输出为1。电流比较电路的输出提供给轴承控制器。
其中，参考信号Vref的值要小于引发轴承位移保护的最小电流值所对应的电压信号。
可选地，电机和变频器中，变频器控制电机的电流，使电机按设定转速稳定运行。
可选地，轴承和轴承控制器中，轴承控制器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。例如：轴承控制器根据电流比较电路的输出，实时调整轴承控制刚度，如当电流比较电路输出为1时，轴承控制刚度按一定规则增大；当电流比较电路输出为0时，轴承控制刚度保持不变。
软件控制原理，可以参见图8所示的例子。如图8所示的控制逻辑中，根据启动电流大小改变轴承控制刚度的过程，可以包括：
步骤1、变频器和轴承控制器接收启动指令，待轴承悬浮稳定后，变频器开始启动运行。
例如：待轴承悬浮后，判定悬浮精度在T时间内保持在一定精度范围内。如：在1分钟内保持悬浮精度均在1um以内，则判定轴承悬浮稳定。其中，判定的时间和判断的悬浮精度可以根据实际情况改变。
步骤2、变频器开始启动运行后，首先判断变频器启动电流是否达到设定值，若达到设定值，则增加轴承控制刚度，使轴承悬浮精度得到保证，不触发轴承保护导致启动失败。
可选地，轴承控制刚度可以按照一定规则增大，但不限于某种特定方式，如图9所示为其中5种增大轴承控制刚度的方式。例如：如图9中，(a)所示的先平稳再线性增大的第一增大方式，(b)所示的阶梯式增大的第二增大方式，(c)所示的先平稳再按凸镜面弧线增大的第三增大方式，(d)所示的先平稳再按凹镜面弧线增大的第四增大方式，(e)所示的先平稳再按凸镜面弧线和凹镜面弧线交替地增大的第五增大方式，类似(e)所示的先平稳再按凹镜面弧线和凸镜面弧线交替地增大的第六增大方式，等等。
由于本实施例的磁悬浮系统所实现的处理及功能基本相应于前述图4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，通过根据压缩机启动电流大小调整磁悬浮压缩机轴承控制器的控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护，提升了启动可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮轴承控制方法的一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质，可以包括：所述计算机可读存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行以上所述的磁悬浮轴承控制方法。
由于本实施例的计算机可读存储介质所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图3所示的方法的实施例、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，通过实时检测变频器的启动电流I，并经过调制转化为电压信号，当电压信号大于或等于参考信号时，轴承控制刚度按一定规则增大，实现实时调整轴承控制刚度，保证轴承运行精度且不触发轴承保护。
根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮轴承控制方法的一种磁悬浮系统。该磁悬浮系统，可以包括：处理器，用于执行多条指令；存储器，用于存储多条指令；其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行以上所述的磁悬浮轴承控制方法。
由于本实施例的磁悬浮系统所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图3所示的方法的实施例、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，通过判断变频器启动电流是否达到设定值，若达到设定值，则增加轴承控制刚度，使轴承悬浮精度得到保证、且不触发轴承保护导致启动失败，提升了启动可靠性。
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 (14)

1.一种磁悬浮轴承控制方法，其特征在于，包括：
确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩；
若压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩，则增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，以控制磁悬浮轴承的控制参数适应于压缩机启动时所需要的启动转矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩，包括：
获取磁悬浮系统中压缩机的启动参数；
确定压缩机的启动参数是否大于或等于设定参数；
若压缩机的启动参数大于或等于设定参数，则确定压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，
压缩机的启动参数，包括：压缩机的启动电流；
和/或，
所述设定参数，包括：设定电压，且设定电压小于能够引发轴承位移保护的最小电流所对应的电压。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述启动参数是否大于或等于设定参数，包括：
在压缩机的启动参数包括压缩机的启动电流、且设定参数包括设定电压的情况下，将压缩机的启动电流转换为启动电压后，确定该启动电压是否大于或等于设定电压，以在该启动电压大于或等于设定电压的情况下确定压缩机的启动参数大于或等于设定参数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，磁悬浮轴承的控制参数，包括：磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度；
增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，包括：
按设定的增大方式，对磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度进行增大；
其中，设定的增大方式，包括：线性增大、阶梯式增大、凸镜面弧线式增大、凹镜面弧线式增大中的任一种增大方式或任几种增大方式。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
在磁悬浮系统中的轴承控制器和变频器接收到启动指令的情况下，确定磁悬浮系统中的磁悬浮轴承的悬浮程度是否达到设定程度；
在磁悬浮轴承的悬浮程度达到设定程度的情况下，控制变频器开始启动运行；
在变频器开始启动运行后，对磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩进行确定。
7.一种磁悬浮轴承控制装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩；
控制单元，用于若压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩，则增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，以控制磁悬浮轴承的控制参数适应于压缩机启动时所需要的启动转矩。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元确定磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩，包括：
获取磁悬浮系统中压缩机的启动参数；
确定压缩机的启动参数是否大于或等于设定参数；
若压缩机的启动参数大于或等于设定参数，则确定压缩机启动时所需要的启动转矩超过设定转矩。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，其中，
压缩机的启动参数，包括：压缩机的启动电流；
和/或，
所述设定参数，包括：设定电压，且设定电压小于能够引发轴承位移保护的最小电流所对应的电压。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定单元确定所述启动参数是否大于或等于设定参数，包括：
在压缩机的启动参数包括压缩机的启动电流、且设定参数包括设定电压的情况下，将压缩机的启动电流转换为启动电压后，确定该启动电压是否大于或等于设定电压，以在该启动电压大于或等于设定电压的情况下确定压缩机的启动参数大于或等于设定参数。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其特征在于，磁悬浮轴承的控制参数，包括：磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度；
所述控制单元增大磁悬浮系统中磁悬浮轴承的控制参数，包括：
按设定的增大方式，对磁悬浮轴承的轴承控制器的控制刚度进行增大；
其中，设定的增大方式，包括：线性增大、阶梯式增大、凸镜面弧线式增大、凹镜面弧线式增大中的任一种增大方式或任几种增大方式。
12.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其特征在于，还包括：
所述确定单元，还用于在磁悬浮系统中的轴承控制器和变频器接收到启动指令的情况下，确定磁悬浮系统中的磁悬浮轴承的悬浮程度是否达到设定程度；
所述控制单元，还用于在磁悬浮轴承的悬浮程度达到设定程度的情况下，控制变频器开始启动运行；
所述确定单元，还用于在变频器开始启动运行后，对磁悬浮系统中压缩机启动时所需要的启动转矩是否超过设定转矩进行确定。
13.一种磁悬浮系统，其特征在于，包括：如权利要求7至12中任一项所述的磁悬浮轴承控制装置；
或者，
该磁悬浮系统，包括：
处理器，用于执行多条指令；
存储器，用于存储多条指令；
其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行如权利要求1至6中任一项所述的磁悬浮轴承控制方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行如权利要求1至6中任一项所述的磁悬浮轴承控制方法。
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