CN201908851U - 一种磁悬浮分子泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种磁悬浮分子泵系统，包括泵体、置于泵体内的转子、作用于所述转子的径向磁轴承和轴向磁轴承，安装于分子泵内的安装角α角度传感器和旋转角β角度传感器，显示器以及调整控制单元。安装角α角度传感器和旋转角β角度传感器分别检测分子泵安装角α和旋转角β的角度并显示在显示器上。当安装角α和旋转角β变化时，用户据此数据通过调整控制单元调用对应该安装状态的分子泵径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和PID控制参数，实现分子泵处于稳定的工作状态。
Description
技术领域
本发明属于流体设备领域，尤其涉及一种磁悬浮分子泵系统。
背景技术
磁悬浮分子泵是利用磁轴承产生电磁力使转子悬浮在空中，实现转子和定子之间无机械接触且转子位置可主动控制的一种新型高性能分子泵。由于磁悬浮分子泵具有无摩擦、无需润滑、无污染、高速度、寿命长等优点，因此磁悬浮分子泵广泛用于高真空度、高洁净度的真空获得领域。
磁悬浮分子泵的负载由径向磁轴承和轴向磁轴承共同承担。在工作过程中，磁悬浮分子泵可能需要在任意位置安装。磁悬浮安装在不同安装位置时，径向磁轴承和轴向磁轴承分担的负载不同，磁轴承线圈电流也随之变化，因此需要合理分配磁轴承承载力。针对分子泵安装角α和旋转角β变化的问题，较常见的方法是将径向磁轴承偏置电流和轴向磁轴承偏置电流始终取各种安装情况下所需值的最大值，以保证磁轴承产生的静态磁场满足承载需求，避免出现径向磁轴承和轴向磁轴承的承载力不足；同时在分子泵安装角α和旋转角β变化时，采用固定的控制算法保证系统稳定。
上述方案的缺陷在于：将径向磁轴承偏置电流和轴向磁轴承偏置电流均取最大值将导致大部分工况下磁轴承线圈偏置电流过大，功耗增加，线圈发热严重。不论分子泵安装角α和旋转角β如何变化，控制程序采用固定的控制算法容易造成系统性能下降。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有磁悬浮分子泵无法根据磁悬浮分子泵安装位置的变化调整径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流及PID参数。在此提出一种磁悬浮分子泵系统，能够显示安装角α和旋转角β的数值，据此可调用对应该安装状态的径向和轴向磁轴承偏置电流和PID控制参数，使分子泵在任意位置安装均能处于稳定的工作状态。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：
一种磁悬浮分子泵系统，包括泵体、置于泵体内的转子、作用于所述转子的径向磁轴承和轴向磁轴承，还包括，
安装角α角度传感器，安装于分子泵内，用于检测安装角α的角度；
旋转角β角度传感器，安装于分子泵内，用于检测旋转角β的角度；
显示器，安装于所述泵体的外表面，与所述安装角α角度传感器和所述旋转角β角度传感器连接并显示其检测的角度；
调整控制单元，用于调整分子泵的径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和PID控制参数，其输入端口安装于所述泵体的外表面；
其中，以水平向右的方向为x轴正方向，垂直地面向上的方向为y轴正方向，建立直角坐标系，以磁悬浮分子泵转子轴线相对于直角坐标系y轴正方向逆时针旋转角度为磁悬浮分子泵的安装角α；以径向磁轴承定子的磁极对1产生的磁力与径向磁轴承定子各磁极的合力的夹角为磁悬浮分子泵旋转角β。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：显示器能够反映出分子泵的安装角α和旋转角β，用户据此可以通过调整控制单元调用该安装状态下对应的分子泵径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和PID控制参数，使得分子泵保持稳定工作状态。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1是分子泵的结构示意图；
图2是分子泵旋转角β的示意图。
图中所示标记为：11-径向磁轴承；12-转子；13-显示器；14-泵体；15-轴向磁轴承；16-调整控制单元；18-调整控制单元的输入端口；19-安装角α角度传感器；20-旋转角β角度传感器。
具体实施方式
结合图1和图2所示，本实用新型涉及的分子泵系统包括泵体14、置于泵体14内的转子12、作用于转子12的径向磁轴承11和轴向磁轴承15，安装角α角度传感器19、旋转角β角度传感器20、显示器13和调整控制单元16。
安装角α角度传感器19安装于泵体14内，检测安装角α的角度。旋转角β角度传感器20安装于泵体14内，检测旋转角β的角度。显示器13安装于泵体14的外表面，与安装角α角度传感器19和旋转角β角度传感器20连接并显示其检测的角度。调整控制单元16用于调整分子泵的径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和PID控制参数，其输入端口18安装于泵体14的外表面。
其中，以水平向右的方向为x轴正方向，垂直地面向上的方向为y轴正方向，建立直角坐标系，以磁悬浮分子泵转子轴线相对于直角坐标系y轴正方向逆时针旋转角度为磁悬浮分子泵的安装角α；以径向磁轴承定子的磁极对1产生的磁力与径向磁轴承定子各磁极的合力的夹角为磁悬浮分子泵旋转角β。
实际使用时，安装于分子泵的泵体14内的安装角α角度传感器19和旋转角β角度传感器20将检测到的角度分别显示在显示器13上，用户根据显示的角度，通过调整控制单元16调用对应该安装状态的分子泵径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和PID控制参数，使得分子泵保持稳定工作状态。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (1)
1.一种磁悬浮分子泵系统，包括泵体、置于泵体内的转子、作用于所述转子的径向磁轴承和轴向磁轴承，其特征在于：
还包括，
安装角α角度传感器，安装于分子泵内，用于检测安装角α的角度；
旋转角β角度传感器，安装于分子泵内，用于检测旋转角β的角度；
显示器，安装于所述泵体的外表面，与所述安装角α角度传感器和所述旋转角β角度传感器连接并显示其检测的角度；
调整控制单元，用于调整分子泵的径向磁轴承偏置电流、轴向磁轴承偏置电流和PID控制参数，其输入端口安装于所述泵体的外表面；
其中，以水平向右的方向为x轴正方向，垂直地面向上的方向为y轴正方向，建立直角坐标系，以磁悬浮分子泵转子轴线相对于直角坐标系y轴正方向逆时针旋转角度为磁悬浮分子泵的安装角α；以径向磁轴承定子的磁极对1产生的磁力与径向磁轴承定子各磁极的合力的夹角为磁悬浮分子泵旋转角β。
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