CN117517709A - 旋转方向检测机构、方法、电机及压缩机 - Google Patents

旋转方向检测机构、方法、电机及压缩机 Download PDF

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张伦生
赵科杰
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Abstract

本申请涉及旋转设备领域，具体涉及一种旋转方向检测机构、方法、电机及压缩机，其机构包括随动体、检测器和控制器；随动体与旋转机构连接，跟随旋转机构转动；随动体上开设有至少三个检测槽，连续排列的至少三个检测槽的尺寸不同；检测器用于采集连续排列的至少三个检测槽的尺寸，得到尺寸排列结果；控制器与检测器连接，控制器用于根据尺寸排列结果生成检测结果。连续排列的至少三个检测槽的尺寸不同。使得检测器在采集随动体上的各个检测槽的尺寸时，得到的尺寸排列结果中能够反映出各个检测槽的排列顺序。根据这个排列顺序即可得知旋转机构是正转还是反转，从而完成对旋转机构的旋转方向的检测。

Description

旋转方向检测机构、方法、电机及压缩机
技术领域
本申请涉及旋转设备领域，具体而言，涉及一种旋转方向检测机构、方法、电机及压缩机。
背景技术
在诸如磁悬浮压缩机等设备中，对于旋转机构的旋转方向有着严格的要求。以磁悬浮压缩机为例，其中的转子受磁悬浮技术的影响，以悬浮状态高速转动。但是转子的转动方向关乎着冷媒流动的单向性，如果转子反转，不仅导致压缩机无法压缩冷媒，还会对磁轴承产生负面影响。
因此，为了对各类设备中的旋转机构的旋转方向进行监控，通常采用蜗轮蜗杆等机械结构实现。但是蜗轮蜗杆类结构难以适用于诸如磁悬浮压缩机等悬浮类设备，导致旋转机构的旋转方向难以检测。
发明内容
本申请提供了一种旋转方向检测机构、方法、电机及压缩机，以至少解决旋转方向难以检测的技术问题。
根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种旋转方向检测机构，应用于旋转机构，所述机构包括随动体、检测器和控制器；
所述随动体与所述旋转机构连接，跟随所述旋转机构转动；所述随动体包括检测面；所述检测面上开设有至少三个检测槽，所述至少三个检测槽延所述随动体的转动方向依次排列；连续排列的至少三个检测槽的尺寸不同；
所述检测器的检测方向朝向所述检测面，所述检测器用于采集所述连续排列的至少三个检测槽的尺寸，得到尺寸排列结果；
所述控制器与所述检测器连接，所述控制器用于获取所述检测器采集的尺寸排列结果并根据所述尺寸排列结果生成检测结果。
可选地，所述连续排列的至少三个检测槽的深度和/或宽度不同。
可选地，所述连续排列的至少三个检测槽的深度依次增大或依次减小，和/或
所述连续排列的至少三个检测槽的宽度依次增大或依次减小。
可选地，所述检测器为位移传感器，所述位移传感器用于采集位移传感器与检测面之间的距离并生成所述尺寸排列结果。
可选地，当所述连续排列的至少三个检测槽的深度不同时，所述尺寸排列结果中深度越大的所述检测槽对应的距离值越大；
当所述连续排列的至少三个检测槽的宽度不同时，所述尺寸排列结果中宽度越大的所述检测槽对应的采集时间越长。
可选地，所述控制器被配置为：
将所述尺寸排列结果与预设的参照排列结果比对，如果所述尺寸排列结果与所述参照排列结果相同，则生成正转的检测结果，否则生成反转的检测结果。
根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种旋转方向检测方法，应用于上述所述的检测机构，所述方法包括：
获取检测器采集的位移脉冲信号，其中，所述位移脉冲信号的幅值为检测器与检测面之间的距离，所述检测器与检测面上未开设检测槽部分之间的距离为第一距离值，所述检测器与检测面上检测槽之间的距离为第二距离值，所述第一距离值小于所述第二距离值；
当连续地至少三个第二距离值的排列顺序与预设的至少三个参照距离值的排列顺序匹配时，生成正转的检测结果；
当连续地至少三个第二距离值的排列顺序与预设的至少三个参照距离值的排列顺序不匹配时，生成反转的检测结果。
根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种旋转方向检测方法，应用于上述所述的检测机构，所述方法包括：
获取检测器采集的位移脉冲信号，其中，所述位移脉冲信号的幅值为检测器与检测面之间的距离，所述检测器与检测面上未开设检测槽部分之间的距离为第一距离值，所述检测器与检测面上检测槽之间的距离为第二距离值，所述第一距离值小于所述第二距离值，连续地至少三个第二距离值的持续时间不同；
当连续地至少三个第二距离值的持续时间的排列顺序与预设的至少三个参照时间的排列顺序匹配时，生成正转的检测结果；
当连续地至少三个第二距离值的持续时间的排列顺序与预设的至少三个参照时间的排列顺序不匹配时，生成反转的检测结果。
根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种磁悬浮电机，包括上述所述的旋转方向检测机构。
根据本申请实施例的第五个方面，提供了一种压缩机，包括上述所述的磁悬浮电机。
在本申请实施例中，随动体上开设有至少三个检测槽，而且连续排列的至少三个检测槽的尺寸不同。使得检测器在采集随动体上的各个检测槽的尺寸时，得到的尺寸排列结果中能够反映出各个检测槽的排列顺序。根据这个排列顺序即可得知旋转机构是正转还是反转，从而完成对旋转机构的旋转方向的检测。
附图说明
图1是一个实施例中旋转方向检测机构的整体示意图。
图2是一个实施例中旋转方向检测机构的主视图。
图3是一个实施例中旋转方向检测机构的侧视图。
图4是一个实施例中旋转方向检测机构的尺寸排列结果示意图。
图5是一个实施例中旋转方向检测方法的流程图。
图6是另一个实施例中旋转方向检测机构的尺寸排列结果示意图。
标号说明：1、旋转机构；2、随动体；21、检测槽；3、检测器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本申请实施例，提供了一种旋转方向检测机构及方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示，本申请提供一种旋转方向检测机构，为了便于理解，以磁悬浮压缩机为例进行说明，其中，磁悬浮压缩机包括磁悬浮电机，磁悬浮电机的转子通过磁悬浮技术悬浮转动。
具体的，本申请提供的旋转方向检测机构应用于旋转机构1，所述机构包括随动体2、检测器3和控制器；
所述随动体2与所述旋转机构1连接，跟随所述旋转机构1转动；所述随动体2包括检测面；所述检测面上开设有至少三个检测槽21，所述至少三个检测槽21延所述随动体2的转动方向依次排列；连续排列的至少三个检测槽21的尺寸不同；
所述检测器3的检测方向朝向所述检测面，所述检测器3用于采集所述连续排列的至少三个检测槽21的尺寸，得到尺寸排列结果；
所述控制器与所述检测器3连接，所述控制器用于获取所述检测器3采集的尺寸排列结果并根据所述尺寸排列结果生成检测结果。
在一实施例中，旋转机构1指磁悬浮电机中的转子，转子悬浮转动，转动方向包括正转和反转。其中，本实施例中所称的正转和反转主要用来区别转子的两个转动方向，在实际应用中，正转和反转的具体转动方向根据实际工况确定。
在一实施例中，随动体2与旋转机构1固定连接，且随动体2整体呈圆盘状，根据旋转机构1同步转动。其中，随动体2的具体形状以及与旋转机构1如何连接，本实施例对此不做具体限定，旨在随动体2上能够开设检测槽21并且随动体2能够跟随旋转机构1转动即可。为了便于理解，例如，在一实施例中，为随动体2单独设置旋转驱动器，并且随动体2的旋转驱动器的转动方向与旋转机构1的驱动器的转动方向一致，如此一来，也同样能够对旋转机构1的旋转方向进行检测。
在一实施例中，检测器3朝向检测面，检测与检测面之间的距离，由于检测槽21具有深度，因此检测器3与检测槽21之间的距离更大，又因为连续排列的至少三个检测槽21的尺寸不同，因此检测器3采集的距离信号中能够反映出连续的至少三个检测槽21的排列顺序，也即检测器3采集得到尺寸排列结果。其中，尺寸排列结果可以是脉冲信号，也可以是数字信号，只要能够表征出连续的三个检测槽21的排列顺序即可。
在得知尺寸排列结果后，由于检测槽21的尺寸是固定的，因此旋转机构1正转时，会对应一个排序，旋转机构1反转时，会对应一个排序，将尺寸排列结果与正转的排序或者反转的排序相对比，即可得知旋转机构1的旋转方向，也即得到检测结果
通过上述内容，随动体2上开设有至少三个检测槽21，而且连续排列的至少三个检测槽21的尺寸不同。使得检测器3在采集随动体2上的各个检测槽21的尺寸时，得到的尺寸排列结果中能够反映出各个检测槽21的排列顺序。根据这个排列顺序即可得知旋转机构1是正转还是反转，从而完成对旋转机构1的旋转方向的检测。
在本申请的另一种实施方式中，所述连续排列的至少三个检测槽21的深度和/或宽度不同。
在一实施例中，如图2所示，每个检测槽21的宽度是相同的，如图3所示，每个检测槽21的深度是不同的。具体的，当检测面是随动体2垂直于旋转机构1旋转轴线的面时，检测槽21的深度方向与旋转机构1的旋转轴线方向平行，检测槽21的宽度方向与检测面平行。
此外，在另一实施例中，各个检测槽21的深度是相同的，宽度是不同的。在其他实施例中，各个检测槽21的深度和宽度均不同。本实施例对此不做具体限定，旨在根据检测槽21的深度和/或宽度能够得到各个尺寸的检测槽21的排列顺序即可，从而通过检测器3采集得到的排列顺序与正转时的排列顺序相对比，即可得知旋转机构1是正转还是反转。
通过上述内容，通过将检测槽21的深度和/或宽度设置为区别特征，不仅能够准确地得到旋转机构1的旋转方向，而且结构简单，易于设置。
在本申请的另一种实施方式中，所述连续排列的至少三个检测槽21的深度依次增大或依次减小，和/或
所述连续排列的至少三个检测槽21的宽度依次增大或依次减小。
在一实施例中，如图3所示，将连续排列的至少三个检测槽21的深度设置为依次增大；并且，在旋转机构1正转时，检测到的深度为依次增大，旋转机构1反转时，检测到的深度为依次减小。需要说明的是，各个检测槽21之间的尺寸差异的大小，本实施例不做限定。
在一实施例中，宽度与深度的设置原理相同，不再赘述。
通过上述内容，连续排列的至少三个检测槽21的宽度和/或深度依次增大或减小，有助于减小控制器的计算量。
在本申请的另一种实施方式中，所述检测器3为位移传感器，所述位移传感器用于采集位移传感器与检测面之间的距离并生成所述尺寸排列结果。
通过上述内容，采用位移传感器，得到位移传感器与检测面之间的距离的脉冲信号，由于检测槽21具有深度，使得脉冲信号中的幅值会增大，如图4所示，其中，幅值a对应第一个检测槽21的深度，幅值b对应第二个检测槽21的深度，幅值c对应第三个检测槽21的深度。由于在脉冲信号中呈现出abc的排列顺序，而不是cba的排列顺序，因此可以判定旋转机构1此时为正转。相反，如果脉冲信号中呈现出cba的排列顺序，则旋转机构1为反转。使得旋转方向的检测方便快捷，且准确度高。
在本申请的另一种实施方式中，当所述连续排列的至少三个检测槽21的深度不同时，所述尺寸排列结果中深度越大的所述检测槽21对应的距离值越大；
当所述连续排列的至少三个检测槽21的宽度不同时，所述尺寸排列结果中宽度越大的所述检测槽21对应的采集时间越长。
在本申请的另一种实施方式中，所述控制器被配置为：
将所述尺寸排列结果与预设的参照排列结果比对，如果所述尺寸排列结果与所述参照排列结果相同，则生成正转的检测结果，否则生成反转的检测结果。
其中，参照排列结果包括了旋转机构1正转时，各个检测槽21的尺寸的排列顺序。为了便于理解，例如，随动体2的检测面上一共开设了3个检测槽21，3个检测槽21分别为ABC，其中，ABC的宽度相同，深度不同。A的深度为a，B的深度为b，C的深度为c，a小于b，b小于c。在旋转机构1正转时，采集到的脉冲信号中，呈现出abcabcabc……abc的顺序，该顺序即是参照排列结果。在对旋转机构1的旋转方向进行检测的过程中，如果检测器3采集到的尺寸排列结果呈现为bca，由于参照排列结果中包含有bca，因此此时旋转机构1为正转。
相应的，在旋转机构1反转时，采集到的脉冲信号中，呈现出cbacbacba……cba，而该顺序中是不包含bca的，因此，如果检测器3采集到的尺寸排列结果呈现为bca，证明旋转机构1是正转。
通过上述内容，采用简单的判断逻辑以及机械机构，实现了对旋转机构1的旋转方向的检测，且检测结果准确度高。
本申请实施例还提供一种旋转方向检测方法，所述检测方法应用于上述的检测机构，所述方法包括：
获取检测器3采集的位移脉冲信号，其中，所述位移脉冲信号的幅值为检测器3与检测面之间的距离，所述检测器3与检测面上未开设检测槽21部分之间的距离为第一距离值，所述检测器3与检测面上检测槽21之间的距离为第二距离值，所述第一距离值小于所述第二距离值；
当连续地至少三个第二距离值的排列顺序与预设的至少三个参照距离值的排列顺序匹配时，生成正转的检测结果；
当连续地至少三个第二距离值的排列顺序与预设的至少三个参照距离值的排列顺序不匹配时，生成反转的检测结果。
在一实施例中，如图5所示，在获取到位移脉冲信号后，判断位移脉冲信号中连续的三个第二距离值是否为abc的排序，如果是，证明压缩机正转，否则，证明压缩机反转。在压缩机反转时，报压缩机反转告警，停机。
通过上述内容，不仅能够对磁悬浮的旋转机构1的旋转方向进行检测，而且结构简单，计算量少，有助于降低检测成本。
本申请实施例还提供一种旋转方向检测方法，应用于上述所述的检测机构，所述方法包括：
获取检测器3采集的位移脉冲信号，其中，所述位移脉冲信号的幅值为检测器3与检测面之间的距离，所述检测器3与检测面上未开设检测槽21部分之间的距离为第一距离值，所述检测器3与检测面上检测槽21之间的距离为第二距离值，所述第一距离值小于所述第二距离值，连续地至少三个第二距离值的持续时间不同；
当连续地至少三个第二距离值的持续时间的排列顺序与预设的至少三个参照时间的排列顺序匹配时，生成正转的检测结果；
当连续地至少三个第二距离值的持续时间的排列顺序与预设的至少三个参照时间的排列顺序不匹配时，生成反转的检测结果。
与上一实施例中的检测方法不同的是，本实施例的检测方法利用的是持续时间的排列顺序。具体如图6所示，对于宽度不同的三个检测槽21，位移传感器采集到的位移脉冲信号中，宽度大的检测槽21的幅值持续时间长，宽度小的检测槽21的幅值持续时间短，因此通过持续时间的排列顺序即可得知旋转机构1是正转还是反转的检测结果。
本申请实施例还提供一种磁悬浮电机，包括上述所述的旋转方向检测机构。
本申请实施例还提供一种压缩机，包括上述所述的磁悬浮电机。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种旋转方向检测机构，其特征在于，应用于旋转机构，所述检测机构包括随动体、检测器和控制器；
所述随动体与所述旋转机构连接，跟随所述旋转机构转动；所述随动体包括检测面；所述检测面上开设有至少三个检测槽，所述至少三个检测槽延所述随动体的转动方向依次排列；连续排列的至少三个检测槽的尺寸不同；
所述检测器的检测方向朝向所述检测面，所述检测器用于采集所述连续排列的至少三个检测槽的尺寸，得到尺寸排列结果；
所述控制器与所述检测器连接，所述控制器用于获取所述检测器采集的尺寸排列结果并根据所述尺寸排列结果生成检测结果。
2.根据权利要求1所述的旋转方向检测机构，其特征在于，所述连续排列的至少三个检测槽的深度和/或宽度不同。
3.根据权利要求2所述的旋转方向检测机构，其特征在于，所述连续排列的至少三个检测槽的深度依次增大或依次减小，和/或
所述连续排列的至少三个检测槽的宽度依次增大或依次减小。
4.根据权利要求1所述的旋转方向检测机构，其特征在于，所述检测器为位移传感器，所述位移传感器用于采集位移传感器与检测面之间的距离并生成所述尺寸排列结果。
5.根据权利要求4所述的旋转方向检测机构，其特征在于，当所述连续排列的至少三个检测槽的深度不同时，所述尺寸排列结果中深度越大的所述检测槽对应的距离值越大；
当所述连续排列的至少三个检测槽的宽度不同时，所述尺寸排列结果中宽度越大的所述检测槽对应的采集时间越长。
6.根据权利要求4所述的旋转方向检测机构，其特征在于，所述控制器被配置为：
将所述尺寸排列结果与预设的参照排列结果比对，如果所述尺寸排列结果与所述参照排列结果相同，则生成正转的检测结果，否则生成反转的检测结果。
7.一种旋转方向检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的检测机构，所述方法包括：
获取检测器采集的位移脉冲信号，其中，所述位移脉冲信号的幅值为检测器与检测面之间的距离，所述检测器与检测面上未开设检测槽部分之间的距离为第一距离值，所述检测器与检测面上检测槽之间的距离为第二距离值，所述第一距离值小于所述第二距离值；
当连续地至少三个第二距离值的排列顺序与预设的至少三个参照距离值的排列顺序匹配时，生成正转的检测结果；
当连续地至少三个第二距离值的排列顺序与预设的至少三个参照距离值的排列顺序不匹配时，生成反转的检测结果。
8.一种旋转方向检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的检测机构，所述方法包括：
获取检测器采集的位移脉冲信号，其中，所述位移脉冲信号的幅值为检测器与检测面之间的距离，所述检测器与检测面上未开设检测槽部分之间的距离为第一距离值，所述检测器与检测面上检测槽之间的距离为第二距离值，所述第一距离值小于所述第二距离值，连续地至少三个第二距离值的持续时间不同；
当连续地至少三个第二距离值的持续时间的排列顺序与预设的至少三个参照时间的排列顺序匹配时，生成正转的检测结果；
当连续地至少三个第二距离值的持续时间的排列顺序与预设的至少三个参照时间的排列顺序不匹配时，生成反转的检测结果。
9.一种磁悬浮电机，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的旋转方向检测机构。
10.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求9所述的磁悬浮电机。
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