CN117514852A - 一种磁悬浮压缩机及其控制方法、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮压缩机及控制方法、装置和存储介质，包括压缩机壳体，在压缩机壳体两端的第一进气口和第二进气口，连接第一进气口的第一叶轮及气动组件，连接第二进气口的第二叶轮及气动组件，电机组件在压缩机壳体内，电机组件通过第一轴承组件连接第一叶轮及气动组件，并通过第二轴承组件连接第二叶轮及气动组件；减少轴向轴承载荷及冲击，实现高压工况的负荷平衡；本发明提出一种磁悬浮压缩机的控制方法，基于压缩机的实际容量和需求容量的差值，调节压缩机的导叶开度和电机转速，并基于轴承运行精度对电机转速实施喘振转速补偿，减少压缩机工作在喘振区间的风险，实现宽负荷运行范围。本发明实施例可广泛应用于压缩机技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种磁悬浮压缩机结构及其控制方法、装置和存储介质。
背景技术
常用的轻型商用空调的制冷量一般在8HP-80HP之间，而轻型商用空调通常采用涡旋容积式压缩机，涡旋容积式压缩机限制于动静盘等结构，压缩机的转速一般在1万转/分以下，满足8HP-80HP冷量段商用多联机需求的涡旋容积式压缩机的体积较大，占用空调内部空间较大；同时，涡旋容积式压缩机需要设计专门的回油装置以及控制策略方法，因此，涡旋容积式压缩机的冷媒中带油，影响多联机空调性能。
而在中大冷量的大型中央空调冷水机组(制冷量>100HP)中采用离心式压缩机，通过采用箔带气浮轴承或磁轴承等技术，离心式压缩机的运转速度可达到10万转/分以上，离心式压缩机由于运动部件仅有叶轮，无需设置回油装置，结构简单，无油运行，压缩效率高；但离心式压缩机存在喘振等固有特性，运行范围比涡旋容积式压缩机窄，在大压比小负荷区无法运行、高压工况轴向负荷平衡以及应用成本高等问题，难以满足轻型商用空调小负荷高压比的应用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种磁悬浮压缩机结构及其控制方法、装置和存储介质，可减小轴向轴承载荷及冲击，实现高压工况下负荷平衡需求，减小压缩机工作于喘振区的风险，满足离心压缩机宽负荷运行需求。
第一方面，本发明实施例提供了一种磁悬浮压缩机结构，包括压缩机壳体、第一叶轮及气动组件、第二叶轮及气动组件、电机组件、第一轴承组件、第二轴承组件、第一进气口以及第二进气口；其中，
所述第一进气口设置在所述压缩机壳体的一端，所述第二进气口设置在所述压缩机壳体的另一端，且所述第一进气口与所述第二进气口对称分布；
所述第一叶轮及气动组件的一端连接所述第一进气口，所述第二叶轮及气动组件的一端连接所述第二进气口，且所述第一叶轮及气动组件与所述第二叶轮及气动组件对称分布；
所述电机组件设置在所述压缩机壳体内；
所述第一轴承组件设置在所述压缩机壳体内，所述第一轴承组件的一端连接所述电机组件的一端，所述第一轴承组件的另一端连接所述第一叶轮及气动组件的另一端；
所述第二轴承组件设置在所述压缩机壳体内，所述第二轴承组件的一端连接所述电机组件的另一端，所述第二轴承组件的另一端连接所述第二叶轮及气动组件的另一端。
可选地，所述第一叶轮及气动组件包括一级叶轮、第一蜗壳、第一可调导叶，所述第二叶轮及气动组件包括二级叶轮、第二蜗壳、第二可调导叶；其中，
所述第一可调导叶设置在所述第一进气口，所述第一蜗壳的一端连接所述第一可调导叶，所述第一蜗壳的另一端连接所述第一轴承组件，所述一级叶轮设置在所述第一蜗壳内；
所述第二可调导叶设置在所述第二进气口，所述第二蜗壳的一端连接所述第二可调导叶，所述第二蜗壳的另一端连接所述第二轴承组件，所述二级叶轮设置在所述第二蜗壳内。可选地，所述第一轴承组件包括径向磁轴承定子与转子；其中，
所述径向磁轴承定子与所述压缩机壳体固定连接；
所述转子的一端连接所述电机组件的一端，所述转子的另一端与所述第一叶轮及气动组件的另一端连接。
可选地，所述第二轴承组件包括径向轴向一体的磁轴承定子与后轴承转子，所述后轴承转子包括后径向转子以及轴向承载力止推盘；其中，
所述径向轴向一体的磁轴承定子与所述压缩机壳体固定连接；
所述轴向承载力止推盘设置在所述径向轴向一体的磁轴承定子以及所述第二叶轮及气动组件间，且所述轴向承载力止推盘与所述压缩机壳体固定连接；
所述后径向转子分别与所述电机组件以及所述第二叶轮及气动组件连接。
可选地，所述磁悬浮压缩机结构还包括控制模块以及冷媒散热件；其中，
所述控制模块设置在所述冷媒散热件表面，所述冷媒散热件通过密封件与所述压缩机壳体的冷媒入口流道通过第一连接方式进行连接；其中，所述第一连接方式包括串联和并联。
实施本发明实施例包括以下有益效果：本实施例提供了一种磁悬浮压缩机，包括压缩机壳体、第一叶轮及气动组件、第二叶轮及气动组件、电机组件、第一轴承组件以及第二轴承组件，压缩机壳体上对称开设有第一进气口和第二进气口，第一叶轮及气动组件设置在压缩机壳体内，第一叶轮及气动组件一端设置在第一进气口，第一叶轮及气动组件的另一端连接第一轴承组件，第二叶轮及气动组件设置在压缩机壳体内，第二叶轮及气动组件的一端第二进气口，第二叶轮及气动组件的另一端连接第二轴承组件，第一叶轮及气动组件与第二叶轮及气动组件在压缩机壳体内对称分布，电机组件设置在压缩机壳体内，分别连接第一轴承组件和第二轴承组件；磁悬浮压缩机上还设置有控制模块和冷媒散热件，冷媒散热件设置在压缩机壳体的冷媒流道上，控制模块设置在冷媒散热件表面；通过设置对称布局的第一叶轮及气动组件和第二叶轮及气动组件，在压缩机运行时对称布局的气动组件抵消离心压缩机的轴向力，减小轴向轴承的载荷及冲击，实现高压工况下的负荷平衡需求；将冷媒散热件设置在压缩机的冷媒流道，并将控制模块设置在冷媒散热件的表面，通过压缩机的冷却冷媒对控制模块进行散热冷却，散热冷却效果好，占用空间小，实现成本低。
第二方面，本发明实施例提供了一种磁悬浮压缩机的控制方法，包括以下步骤：
获取压缩机需求容量与压缩机实际容量；
将所述压缩机需求容量与所述压缩机实际容量进行比较；
若所述压缩机实际容量小于所述压缩机需求容量，对叶轮及气动组件和电机组件执行第一操作；若所述压缩机实际容量大于所述压缩机需求容量，对叶轮及气动组件和电机组件执行第二操作。
可选地，所述对叶轮及气动组件和电机组件执行第一操作，具体包括：
获取轴承轴向电流与叶轮及气动组件的当前导叶开度，并将所述轴承轴向电流与预设轴向电流保护值进行比较；
若所述轴承轴向电流大于所述预设轴向电流保护值，进入压缩机容量保护模式；
若所述轴承轴向电流小于或等于所述预设轴向电流保护值，将所述叶轮及气动组件的当前导叶开度与开度最大值进行比较，若所述叶轮及气动组件的当前导叶开度等于所述开度最大值，则提升电机组件的转速；若所述叶轮及气动组件的当前导叶开度小于所述开度最大值，增大所述叶轮及气动组件的当前导叶开度。
可选地，所述对所述叶轮及气动组件和电机组件执行第二操作，具体包括：
获取轴承轴向电流与电机组件的当前转速，并将所述轴承轴向电流与预设轴向电流保护值进行比较；
若所述轴承轴向电流大于所述预设轴向电流保护值，进入压缩机容量保护模式；
若所述轴承轴向电流小于或等于所述预设轴向电流保护值，将所述电机组件的当前转速与预设喘振转速进行比较，若所述电机组件的当前转速大于所述预设喘振转速，降低所述电机组件的当前转速；若所述电机组件的当前转速小于或等于所述预设喘振转速，关闭所述叶轮及气动组件的导叶，对所述电机组件执行第三操作。
可选地，所述对所述电机组件执行第三操作，具体包括：
获取当前轴向悬浮精度，将当前轴向悬浮精度与预设轴向运行精度最大值进行比较；
若所述当前轴向悬浮精度大于所述预设轴向运行精度最大值，根据所述当前轴向悬浮精度与所述预设轴向运行精度最大值确定轴向悬浮精度超差值；
根据所述轴向悬浮精度超差值进行比例积分运算，得到喘振裕度速度量，根据所述喘振裕度速度量提升所述电机组件的转速。
第三方面，本方面实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述方法实施例所述的方法。
实施本发明实施例包括以下有益效果：本实施例提供了一种压缩机的控制方法，通过获取压缩机的需求容量和实际容量，将需求容量和实际容量进行比较，若实际容量小于需求容量，执行第一操作进行压缩机导叶开度的增加和压缩机转速的提升，以使实际容量趋向于需求容量；若实际容量大于需求容量，执行第二操作进行压缩机转速的降低，并执行第三操作计算得到悬浮精度和喘振裕度速度量，以对压缩机转速进行补偿调节；通过对压缩机的气动组件的导叶开度和压缩机转速的控制，以及通过压缩机的悬浮精度和喘振裕度速度量对压缩机转速进行补偿，实现压缩机的宽负荷运行范围，减小压缩机工作在喘振区的风险。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种磁悬浮压缩机的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种具体实施例中磁悬浮压缩机的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种具体实施例中另一种磁悬浮压缩机的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种磁悬浮压缩机中冷却散热件的爆炸视图；
图5是本发明实施例提供的一种磁悬浮压缩机控制方法的步骤流程示意图；
图6是本发明实施例提供的一种磁悬浮压缩机控制方法中执行第一操作的步骤流程示意图；
图7是本发明实施例提供的一种磁悬浮压缩机控制方法中执行第二操作的步骤流程示意图；
图8是本发明实施例提供的一种磁悬浮压缩机控制方法中执行第三操作的步骤流程示意图；
图9是本发明实施例提供的一种磁悬浮压缩机控制装置的结构框图；
其中，1—进气口；2—进气调节导叶；3—出气口；4—控制器组件；5—一级叶轮；6—二级叶轮；7—前径向磁轴承组件1；8—高速电机定子；9—高速电机转子；10—后径向轴向磁轴承组件；a—进气口；b—进气调节导叶；c—出气口；d—控制器组件；e—一级叶轮；f—二级叶轮；g—前径向磁轴承组件1；h—高速电机定子；i—高速电机转子；j—后径向轴向磁轴承组件；11-连接通道；13-一级出气口；14-二级进气口；21-功率器件；22-散热器部件；23-翅片；24-密封圈；25-散热器部件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义，本发明实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明实施例中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。
对本发明实施例进行进一步详细说明之前，对本发明实施例中涉及的名词和术语进行说明，本发明实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。
如图1所示，本发明实施例提供了一种磁悬浮压缩机结构，包括压缩机壳体、第一叶轮及气动组件、第二叶轮及气动组件、电机组件、第一轴承组件、第二轴承组件、第一进气口以及第二进气口；其中，
所述第一进气口设置在所述压缩机壳体的一端，所述第二进气口设置在所述压缩机壳体的另一端，且所述第一进气口与所述第二进气口对称分布；
所述第一叶轮及气动组件的一端连接所述第一进气口，所述第二叶轮及气动组件的一端连接所述第二进气口，且所述第一叶轮及气动组件与所述第二叶轮及气动组件对称分布；
所述电机组件设置在所述压缩机壳体内；
所述第一轴承组件设置在所述压缩机壳体内，所述第一轴承组件的一端连接所述电机组件的一端，所述第一轴承组件的另一端连接所述第一叶轮及气动组件的另一端；
所述第二轴承组件设置在所述压缩机壳体内，所述第一轴承组件的一端连接所述电机组件的一端，所述第一轴承组件的另一端连接所述第一叶轮及气动组件的另一端。
具体地，压缩机壳体的两端开设有第一进气口和第二进气口，且第一进气口的中心轴线与第二进气口的中心轴线重合，以使第一进气口和第二进气口呈对称布局；第一叶轮及气动组件的一端设置在第一进气口，以使待压缩气体或冷媒通过第一进气口进入第一叶轮及气动组件进行压缩；第一叶轮及气动组件和第二叶轮及气动组件呈对称布局，即第一叶轮及气动组件的中心轴线与第二叶轮及气动组件的中心轴线重合，因此第二叶轮及气动组件的与第二进气口的设置和第一叶轮及气动组件与第一进气口的设置相同；第一轴承组件和第二轴承组件设置在电机组件的两端，用于支撑电机组件转子的运行。
可选地，所述第一叶轮及气动组件包括一级叶轮、第一蜗壳、第一可调导叶，所述第二叶轮及气动组件包括二级叶轮、第二蜗壳、第二可调导叶；其中，
所述第一可调导叶设置在所述第一进气口，所述第一蜗壳的一端连接所述第一可调导叶，所述第一蜗壳的另一端连接所述第一轴承组件，所述一级叶轮设置在所述第一蜗壳内；
所述第二可调导叶设置在所述第二进气口，所述第二蜗壳的一端连接所述第二可调导叶，所述第二蜗壳的另一端连接所述第二轴承组件，所述二级叶轮设置在所述第二蜗壳内。
具体地，在压缩机壳体表面还开设有对称布局的第一出气口和第二出气口；第一叶轮及气动组件的第一可调导叶设置在第一进气口，第一可调导叶的导叶开度大小可以根据实际需求进行调节，以调节待压缩气体或者冷媒进入压缩机的流量，进而调节压缩机内的工作压力；在第一可调导叶后，设置有第一蜗壳，第一蜗壳内设置有第一叶轮，待压缩气体或者冷媒通过第一可调导叶后，进入第一蜗壳，并由第一蜗壳内的第一叶轮带动旋转，进行离心压缩，并从第一蜗壳的出口流出，而第一蜗壳的出口连接压缩机壳体的第一出气口，第一蜗壳内的另一端通过密封件连接第一轴承组件，第一叶轮连接电机组件的转子，在电机转子的带动下进行旋转，以压缩待压缩气体或者冷媒；第二叶轮及气动组件的布局设置与第一叶轮及气动组件的布局设置相同，第二可调导叶设置在第二进气口，在第二可调导叶后设置第二蜗壳，第二蜗壳内设置第二叶轮，第二蜗壳的出口连接压缩机壳体的第二出气口，第二蜗壳的另一端通过密封件与第二轴承组件连接，第二叶轮连接电机组件的转子，在电机转子的带动下进行旋转，以压缩待压缩气体或者冷媒。
可选地，所述第一轴承组件包括径向磁轴承定子与转子；其中，
所述径向磁轴承定子与所述压缩机壳体固定连接；
所述转子的一端连接所述电机组件的一端，所述转子的另一端与所述第一叶轮及气动组件的另一端连接。
具体地，第一轴承组件用于支撑电机组件，也称为前磁轴承结构，包括径向磁轴承定子和转子；第一轴承组件的转子分别连接电机转子和第一叶轮，第一轴承组件的径向磁轴承定子内开槽绕线，通过电流产生磁场，使转子带动电子转子悬浮；同时，第一轴承组件内设置有传感器，分别检测定子内的电流大小以及转子的悬浮精度，并将检测数据发送给控制模块进行处理。
可选地，所述第二轴承组件包括径向轴向一体的磁轴承定子与后轴承转子，所述后轴承转子包括后径向转子以及轴向承载力止推盘；其中，
所述径向轴向一体的磁轴承定子与所述压缩机壳体固定连接；
所述轴向承载力止推盘设置在所述径向轴向一体的磁轴承定子以及所述第二叶轮及气动组件间，且所述轴向承载力止推盘与所述压缩机壳体固定连接；
所述后径向转子分别与所述电机组件以及所述第二叶轮及气动组件连接。
具体地，第二轴承组件也称为后磁轴承结构，包括径向轴向一体的磁轴承定子和后轴承转子，第二轴承组件除了用于支撑电机转子外，还用于限制电机转子的轴向移动，第二轴承组件的径向轴向一体的磁轴承定子与第一轴承组件的磁轴承定子的作用类似，通过电流产生磁场，使后轴承转子悬浮；在压缩机的运转过程中，定子的磁场变换会导致转子轴向中心与定子的轴向中心不重合，转子发生前后串动，从而导致压缩机振动；轴向承载力止推盘安装在第二叶轮及气动组件的第二蜗壳与径向轴向一体的磁轴承定子之间，吸收转子串动产生的轴向力，限制转子的轴向位移。
可选地，如图4所示，所述磁悬浮压缩机结构还包括控制模块以及冷媒散热件；其中，
所述控制模块设置在所述冷媒散热件表面，所述冷媒散热件通过密封件与所述压缩机壳体的冷媒入口流道通过第一连接方式进行连接；其中，所述第一连接方式包括串联和并联。
具体地，在本实施例中，散热件采用金属制的外壳，安装在压缩机壳体的表面，散热件内设置有冷媒流道，散热件的冷媒流道通过密封件与压缩机的冷媒入口流道连接，经过冷凝器节流控制后的冷媒，进入电机冷却流道和冷媒流道后，通过蒸发吸热实现电机和散热器的冷却，电机冷却流道和冷媒流道可以通过串联或并联的方式连接冷媒入口流道。
控制模块通过逆变IGBT或整流二极管等功率器件实现控制功能，通过单管或上下桥双管的组合形式实现控制功能，控制模块集成了压缩机控制、电机控制以及轴承控制等功能，控制模块安装在散热件表面，通过流过散热件的冷媒为控制模块进行散热冷却，避免控制模块散热不足或散热不及时带来的损坏；由于散热件使金属制的外壳，控制模块的功率器件均匀分布在散热件的两侧，散热件通过两侧双面冷却为功率器件散热。
在一个具体的实施例中，如图2所示，在压缩机壳体的两端开设有对称布局的进气口1和进气口2，在压缩机壳体的表面还开设有对称布局的出气口1和出气口2；叶轮及气动组件1和叶轮及气动组件2以对称布局设置在压缩机壳体内，电机组件也设置在压缩机壳体内，电机组件的电机转子的一端通过前磁轴承连接叶轮及气动组件1，电机转子的另一端通过后磁轴承连接叶轮及气动组件2；在叶轮及气动组件1中，可调导叶1设置在进气口1，可调导叶1后设置有一级蜗壳，一级蜗壳内设置有一级叶轮1和二级叶轮1，一级蜗壳的出口连接压缩机壳体的出气口1，一级叶轮1和二级叶轮1都通过前磁轴承的转子与电机转子连接，且一级叶轮1和二级叶轮1的轴线重合；一级叶轮1和二级叶轮1在电机转子的带动下，将从进气口1进入的冷媒进行压缩，再由一级蜗壳引导，由出气口1流出；叶轮及气动组件2包括可调导叶2以及二级蜗壳，二级蜗壳内设置有一级叶轮2和二级叶轮2，一级叶轮2和二级叶轮2通过后轴承转子和电机转子连接，冷媒经由进气口2的可调导叶2流入二级蜗壳，在电机转子的带动下，被一级叶轮2和二级叶轮2压缩，再经二级蜗壳的出口流出出气口2；电机组件的电机定子设置在叶轮及气动组件1和叶轮及气动组件2间，并于压缩机壳体固定连接；电机定子与叶轮及气动组件1间设置前磁轴承定子，通过磁场使电机转子和前轴承转子悬浮；电机定子与叶轮及气动组件2间设置后磁轴承的径向轴向一体的磁轴承定子，通过磁场使电机转子和后轴承转子悬浮；后轴承转子还设置有轴向承载止推盘，限制电机转子的轴向位移；叶轮及气动组件1和叶轮及气动组件2的叶轮可并联运行，冷媒分别从进气口1和进气口2进入压缩机，叶轮及气动组件1和叶轮及气动组件2内的一级叶轮和二级叶轮在压缩机电机的带动下，对冷媒进行压缩，再从压缩机壳体的出气口1和出气口2流出。
在另一具体实施例中，如图3所示，叶轮及气动组件1和叶轮及气动组件2的叶轮可串联运行，通过在出气口1和进气口2之间设置一个连接管路，冷媒从进气口1进入，在压缩机电机的带动下，叶轮及气动组件1的叶轮进行第一次压缩，由出气口1进入连接管路，通过连接管路进入进气口2，再由叶轮及气动组件2的叶轮进行第二次压缩，由出气口2流出。
实施本发明实施例包括以下有益效果：包括压缩机壳体、第一叶轮及气动组件、第二叶轮及气动组件、电机组件、第一轴承组件以及第二轴承组件，压缩机壳体上对称开设有第一进气口和第二进气口，第一叶轮及气动组件设置在压缩机壳体内，第一叶轮及气动组件一端设置在第一进气口，第一叶轮及气动组件的另一端连接第一轴承组件，第二叶轮及气动组件设置在压缩机壳体内，第二叶轮及气动组件的一端第二进气口，第二叶轮及气动组件的另一端连接第二轴承组件，第一叶轮及气动组件与第二叶轮及气动组件在压缩机壳体内对称分布，电机组件设置在压缩机壳体内，分别连接第一轴承组件和第二轴承组件；磁悬浮压缩机上还设置有控制模块和冷媒散热件，冷媒散热件设置在压缩机壳体的冷媒流道上，控制模块设置在冷媒散热件表面；通过设置对称布局的第一叶轮及气动组件和第二叶轮及气动组件，在压缩机运行时对称布局的气动组件抵消离心压缩机的轴向力，减小轴向轴承的载荷及冲击，实现高压工况下的负荷平衡需求；将冷媒散热件设置在压缩机的冷媒流道，并将控制模块设置在冷媒散热件的表面，通过压缩机的冷却冷媒对控制模块进行散热冷却，散热冷却效果好，占用空间小，实现成本低。
如图5所示，本发明实施例还提供了一种磁悬浮压缩机的控制方法，包括以下步骤：
S100、获取压缩机需求容量与压缩机实际容量；
S200、将所述压缩机需求容量与所述压缩机实际容量进行比较；
S300、若所述压缩机实际容量小于所述压缩机需求容量，对叶轮及气动组件和电机组件执行第一操作；若所述压缩机实际容量大于所述压缩机需求容量，对所述叶轮及气动组件和电机组件执行第二操作。
具体地，可通过在压缩机内部设置传感器，实时监测压缩机内部的实际容量，并将检测数据发送到控制模块，控制模块将实际容量与需求容量进行比较，需求容量可根据实际应用场景进行设置；在检测的实际容量小于设定的需求容量时，执行第一操作增大叶轮及气动组件的导叶开度和提升电机组件的转速，以增加压缩机的实际容量，直至满足需求容量；若检测的实际容量大于设定的需求容量，执行第二操作减小叶轮及气动组件的导叶开度和降低电机组件的转速，以减小压缩机的实际容量，直至满足需求容量。
可选地，所述对叶轮及气动组件和电机组件执行第一操作，具体步骤流程如图6所示：
S310、获取轴承轴向电流与叶轮及气动组件的当前导叶开度，并将所述轴承轴向电流与预设轴向电流保护值进行比较；
S320、若所述轴承轴向电流大于所述预设轴向电流保护值，进入压缩机容量保护模式；
S330、若所述轴承轴向电流小于或等于所述预设轴向电流保护值，将所述叶轮及气动组件的当前导叶开度与开度最大值进行比较，若所述叶轮及气动组件的当前导叶开度等于所述开度最大值，则提升电机组件的转速；若所述叶轮及气动组件的当前导叶开度小于所述开度最大值，增大所述叶轮及气动组件的当前导叶开度。
具体地，在检测的实际容量小于设定的需求容量时，通过设置在压缩机的叶轮及气动组件内部的传感器获取叶轮及气动组件内可调导叶的当前开度值和压缩机轴承组件内的当前的轴承轴向电流；由于改变电机组件的转速需要同步改变轴承组件的轴向轴承轴向电流值，以保持电机组件的电机转子保持悬浮状态，因此优先调节叶轮及气动组件的导叶开度，若叶轮及气动组件的导叶开度调节至允许的开度最大值后，检测到的实际容量仍小于设定的需求容量，则通过增加电机组件的转速来增加压缩机的实际容量，直至压缩机的实际容量满足设置的需求容量；在压缩机容量增大过程中必须满足磁悬浮轴承轴向电流在允许安全电流之内，若轴向电流超过安全允许电流则停止继续增大压缩机容量，进入压缩机容量保持模式，直至磁轴承轴向电流回到安全运行电流范围内再开展压缩机容量增大调节。
可选地，所述对所述叶轮及气动组件和电机组件执行第二操作，具体步骤流程如图7所示：
S340、获取轴承轴向电流与电机组件的当前转速，并将所述轴承轴向电流与预设轴向电流保护值进行比较；
S350、若所述轴承轴向电流大于所述预设轴向电流保护值，进入压缩机容量保护模式；
S360、若所述轴承轴向电流小于或等于所述预设轴向电流保护值，将所述电机组件的当前转速与预设喘振转速进行比较，若所述电机组件的当前转速大于所述预设喘振转速，降低所述电机组件的当前转速；若所述电机组件的当前转速小于或等于所述预设喘振转速，所述叶轮及气动组件的导叶，对所述电机组件执行第三操作。
具体地，在确定检测的实际容量大于设定的需求容量后，通过设置在压缩机的电机组件内部的传感器获取电机组件的当前转速和压缩机轴承组件当前的轴承轴向电流；优先调节电机组件的转速，通过降低电机组件的转速来减小压缩机的实际容量，当电机组件的转速减小至喘振转速区间时，停止继续减小电机组件的转速，通过调节叶轮及气动组件的导叶开度来继续减小压缩机的实际容量，避免电机组件的转速落入喘振转速区间，直至压缩机的实际容量满足设置的需求容量；在压缩机容量调小过程中必须满足磁悬浮轴承轴向电流在允许安全电流之内，若轴向电流超过安全允许电流则停止容量继续减小，进入容量保持模式，直至磁轴承轴向电流回到安全运行电流范围内再开展压缩机容量减小调节。
可选地，所述对所述电机组件执行第三操作，具体步骤流程如图8所示：
S361、获取当前轴向悬浮精度，将当前轴向悬浮精度与预设轴向运行精度最大值进行比较；
S362、若所述当前轴向悬浮精度大于所述预设轴向运行精度最大值，根据所述当前轴向悬浮精度与所述预设轴向运行精度最大值确定轴向悬浮精度超差值；
S363、根据所述轴向悬浮精度超差值进行比例积分运算，得到喘振裕度速度量，根据所述喘振裕度速度量提升所述电机组件的转速。
具体地，在电机组件的转速减小到喘振区间时，压缩机极易发生喘振，通过设置在压缩机轴承组件内部的传感器检测压缩机轴承组件中转子当前的轴向悬浮精度，转子当前的轴向悬浮精度也反映了电机组件中电机转子的悬浮精度，将检测的轴向悬浮精度与设定的轴向运行精度最大值的差值绝对值作为轴向悬浮精度超差值，根据轴向悬浮精度超差值进行比例积分运算，得到喘振裕度速度量，控制模块根据喘振裕度速度量提高电机组件的转速，使电机组件的转速脱离喘振区间，减少压缩机在容量减小过程中喘振发生。
实施本发明实施例包括以下有益效果：获取压缩机的需求容量与实际容量，并将需求容量与实际容量进行比较，若需求容量大于实际容量，则增大叶轮及气动组件的可调导叶的开度，若叶轮及气动组件的可调导叶的开度已达到最大时，需求容量仍大于实际容量，则增加电机组件的转速，直至实际容量满足需求容量；若需求容量小于实际容量，则减小电机组件的转速，若电机组件的转速处于喘振转速区间时，需求容量仍小于实际容量，则减小叶轮及气动组件的可调导叶的开度，直至实际容量满足需求容量；且在压缩机容量控制过程中，磁轴承轴向电流需在允许安全电流内，否则进入容量保持模式，直至磁轴承轴向电流需在允许安全电流内；同时检测轴向悬浮精度，并在轴向悬浮精度大于轴向运行精度最大值时，计算轴向悬浮精度超差值，并基于轴向悬浮精度超差值得到喘振裕度速度量，根据喘振裕度速度量提升电机组件的转速；根据压缩机的电机组件的转速和叶轮及气动组件的导叶开度对压缩机容量进行调控，同时基于轴承运行精度的喘振预测控制，实施喘振转速裕度实时补偿调节，减少压缩机工作在喘振区间的风险，实现压缩机的宽负荷运行范围。
如图9所示，本发明实施例还提供了一种磁悬浮压缩机的控制装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现前面方法实施例所述的磁悬浮压缩机控制方法步骤。
其中，存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的远程存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
可见，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
此外，本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，计算机程序产品或计算机程序存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机程序，处理器执行该计算机程序，使得该计算机设备执行上述的方法。同样地，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在被处理器执行时用于实现上述的方法。
可以理解的是，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种磁悬浮压缩机，其特征在于，包括压缩机壳体、第一叶轮及气动组件、第二叶轮及气动组件、电机组件、第一轴承组件、第二轴承组件、第一进气口以及第二进气口；其中，
所述第一进气口设置在所述压缩机壳体的一端，所述第二进气口设置在所述压缩机壳体的另一端，且所述第一进气口与所述第二进气口对称分布；
所述第一叶轮及气动组件的一端连接所述第一进气口，所述第二叶轮及气动组件的一端连接所述第二进气口，且所述第一叶轮及气动组件与所述第二叶轮及气动组件对称分布；
所述电机组件设置在所述压缩机壳体内；
所述第一轴承组件设置在所述压缩机壳体内，所述第一轴承组件的一端连接所述电机组件的一端，所述第一轴承组件的另一端连接所述第一叶轮及气动组件的另一端；
所述第二轴承组件设置在所述压缩机壳体内，所述第二轴承组件的一端连接所述电机组件的另一端，所述第二轴承组件的另一端连接所述第二叶轮及气动组件的另一端。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述第一叶轮及气动组件包括一级叶轮、第一蜗壳、第一可调导叶，所述第二叶轮及气动组件包括二级叶轮、第二蜗壳、第二可调导叶；其中，
所述第一可调导叶设置在所述第一进气口，所述第一蜗壳的一端连接所述第一可调导叶，所述第一蜗壳的另一端连接所述第一轴承组件，所述一级叶轮设置在所述第一蜗壳内；
所述第二可调导叶设置在所述第二进气口，所述第二蜗壳的一端连接所述第二可调导叶，所述第二蜗壳的另一端连接所述第二轴承组件，所述二级叶轮设置在所述第二蜗壳内。
3.根据权利要求1所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述第一轴承组件包括径向磁轴承定子与转子；其中，
所述径向磁轴承定子与所述压缩机壳体固定连接；
所述转子的一端连接所述电机组件的一端，所述转子的另一端与所述第一叶轮及气动组件的另一端连接。
4.根据权利要求1所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述第二轴承组件包括径向轴向一体的磁轴承定子与后轴承转子，所述后轴承转子包括后径向转子以及轴向承载力止推盘；其中，
所述径向轴向一体的磁轴承定子与所述压缩机壳体固定连接；
所述轴向承载力止推盘设置在所述径向轴向一体的磁轴承定子以及所述第二叶轮及气动组件间，且所述轴向承载力止推盘与所述压缩机壳体固定连接；
所述后径向转子分别与所述电机组件以及所述第二叶轮及气动组件连接。
5.根据权利要求1所述的磁悬浮压缩机，其特征在于，所述磁悬浮压缩机结构还包括控制模块以及冷媒散热件；其中，
所述控制模块设置在所述冷媒散热件表面，所述冷媒散热件通过密封件与所述压缩机壳体的冷媒入口流道通过第一连接方式进行连接；其中，所述第一连接方式包括串联和并联。
6.一种磁悬浮压缩机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取压缩机需求容量与压缩机实际容量；
将所述压缩机需求容量与所述压缩机实际容量进行比较；
若所述压缩机实际容量小于所述压缩机需求容量，对叶轮及气动组件和电机组件执行第一操作；若所述压缩机实际容量大于所述压缩机需求容量，对所述叶轮及气动组件和电机组件执行第二操作。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对叶轮及气动组件和电机组件执行第一操作，具体包括：
获取轴承轴向电流与叶轮及气动组件的当前导叶开度，并将所述轴承轴向电流与预设轴向电流保护值进行比较；
若所述轴承轴向电流大于所述预设轴向电流保护值，进入压缩机容量保护模式；
若所述轴承轴向电流小于或等于所述预设轴向电流保护值，将所述叶轮及气动组件的当前导叶开度与开度最大值进行比较，若所述叶轮及气动组件的当前导叶开度等于所述开度最大值，则提升电机组件的转速；若所述叶轮及气动组件的当前导叶开度小于所述开度最大值，增大所述叶轮及气动组件的当前导叶开度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述叶轮及气动组件和电机组件执行第二操作，具体包括：
获取轴承轴向电流与电机组件的当前转速，并将所述轴承轴向电流与预设轴向电流保护值进行比较；
若所述轴承轴向电流大于所述预设轴向电流保护值，进入压缩机容量保护模式；
若所述轴承轴向电流小于或等于所述预设轴向电流保护值，将所述电机组件的当前转速与预设喘振转速进行比较，若所述电机组件的当前转速大于所述预设喘振转速，降低所述电机组件的当前转速；若所述电机组件的当前转速小于或等于所述预设喘振转速，关闭所述叶轮及气动组件的导叶，对所述电机组件执行第三操作。
9.根据权利要求8所示的方法，其特征在于，所述对所述电机组件执行第三操作，具体包括：
获取当前轴向悬浮精度，将当前轴向悬浮精度与预设轴向运行精度最大值进行比较；
若所述当前轴向悬浮精度大于所述预设轴向运行精度最大值，根据所述当前轴向悬浮精度与所述预设轴向运行精度最大值确定轴向悬浮精度超差值；
根据所述轴向悬浮精度超差值进行比例积分运算，得到喘振裕度速度量，根据所述喘振裕度速度量提升所述电机组件的转速。
10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求6-9任一项所述的方法。
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