CN211979080U - 磁悬浮系统的检测装置和磁悬浮压缩机 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种磁悬浮系统的检测装置和磁悬浮压缩机。磁悬浮系统包括主轴、电机、电磁轴承和辅助轴承，电机工作驱动主轴旋转，电磁轴承和辅助轴承分别设置在主轴上，电磁轴承的半径大于辅助轴承的半径，检测装置包括：第一控制单元，用于控制电磁轴承停止工作，以使得主轴落在辅助轴承上；第二控制单元，用于控制主轴以预定转速旋转；检测单元，用于检测电机的工作电流；确定单元，用于根据工作电流确定辅助轴承的状态。由于辅助轴承卡顿或者卡死会导致电机的工作电流增大，从而根据电机的工作电流的大小确定辅助轴承的状态，进而提高了辅助轴承的状态检测的效率，实现实时检测辅助轴承状态，进行精确维护。
Description
技术领域
本申请涉及磁悬浮技术领域，具体而言，涉及一种磁悬浮系统的检测装置和磁悬浮压缩机。
背景技术
在磁悬浮系统中，主轴依靠电磁轴承实现悬浮运行。当悬浮失效时主轴撞击电磁轴承造成整个磁悬浮系统损坏，为了实现对电磁轴承的保护，通常磁悬浮系统均会设计辅助轴承对其进行保护。
辅助轴承的形式有很多种，例如滚珠轴承、滑动轴承等可以自由平滑转动的轴承。当高速运行的主轴因为某种原因悬浮失效时，主轴会自由下落撞击到辅助轴承上，辅助轴承随主轴高速旋转，缓冲减小主轴撞击力，避免磁悬浮系统损坏。然而辅助轴承也可能因为一些原因导致失效，无法自由平滑转动，出现辅助轴承卡顿，甚至卡死，使辅助轴承的作用降低或彻底失去作用。这将大大降低磁悬浮系统可靠性，降低使用寿命，甚至导致系统损坏。
目前辅助轴承装配到复杂密封的磁悬浮系统后，无法观察、检测辅助轴承状态。传统做法是定期进行辅助轴承拆检、更换，而辅助轴承的拆检工程量大，费用高，影响用户设备正常使用，效率低下。
在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成现有技术。
实用新型内容
本申请的主要目的在于提供一种磁悬浮系统的检测装置和磁悬浮压缩机，以解决现有技术中辅助轴承状态的检测效率低的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种磁悬浮系统的检测装置，所述磁悬浮系统包括主轴、电机、电磁轴承和辅助轴承，所述电机工作驱动所述主轴旋转，所述电磁轴承和所述辅助轴承分别设置在所述主轴上，所述电磁轴承的半径大于所述辅助轴承的半径，所述检测装置包括：第一控制单元，用于控制所述电磁轴承停止工作，以使得所述主轴落在所述辅助轴承上；第二控制单元，用于控制所述主轴以预定转速旋转；检测单元，用于检测所述电机的工作电流；确定单元，用于根据所述工作电流确定所述辅助轴承的状态。
进一步地，所述第二控制单元包括：轴承控制器，用于在检测到所述电磁轴承停止工作的情况下，向电机控制器发送检测指令；电机控制器，用于根据所述检测指令控制所述电机的工作电流，以使得所述主轴以所述预定转速旋转。
进一步地，所述确定单元包括：比较子单元，用于将所述工作电流与电机的电流阈值进行比较，得到比较结果；确定子单元，用于根据所述比较结果确定所述辅助轴承的状态。
进一步地，所述比较子单元包括比较电路，所述比较电路比较所述工作电流和所述电流阈值，得到所述比较结果。
进一步地，所述电流阈值包括第一电流阈值和第二电流阈值，所述比较电路包括：第一比较器，用于将所述工作电流与所述第一电流阈值进行比较，输出第一比较电信号；第二比较器，用于将所述工作电流与所述第二电流阈值进行比较，输出第二比较电信号。
根据本申请的再一方面，提供了一种磁悬浮压缩机，包括磁悬浮系统的检测装置，所述检测装置为任意一种所述检测装置。
应用本申请的技术方案，上述检测装置中，第一控制单元检测上述电磁轴承是否停止工作，以确定主轴是否落在辅助轴承上，第二控制单元在检测到上述电磁轴承停止工作的情况下，控制主轴以预定转速旋转，即控制主轴在辅助轴承上以预定转速旋转，检测单元检测电机的工作电流，确定单元根据工作电流确定辅助轴承的状态，由于辅助轴承卡顿或者卡死会导致电机的工作电流增大，从而根据电机的工作电流的大小确定辅助轴承的状态，进而提高了辅助轴承的状态检测的效率，实现实时检测辅助轴承状态，进行精确维护，减小了辅助轴承的检修和维护成本，避免了因未及时更换失效的辅助轴承而导致磁悬浮系统寿命降低甚至损坏的问题，间接提高了磁悬浮系统寿命及可靠性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请实施例的磁悬浮系统的结构示意图；
图2示出了图1中的主轴和辅助轴承的侧剖图；
图3示出了根据本申请实施例的磁悬浮系统的结构图；以及
图4示出了根据本申请实施例的磁悬浮系统的检测装置的示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、主轴；20、电机；21、电机转子；22、电机定子；30、电磁轴承；40、辅助轴承； 50、轴承控制器；60、电机控制器；70、比较电路；71、第一比较器；72、第二比较器；80、电流检测装置；90、状态监测装置。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种磁悬浮系统的检测装置，如图1和图2所示，上述磁悬浮系统包括主轴10、电机20、电磁轴承30和辅助轴承40，上述电机20工作驱动上述主轴10旋转，上述电磁轴承30和上述辅助轴承40分别设置在上述主轴10上，上述电磁轴承30的半径大于上述辅助轴承40的半径。
图4是根据本申请实施例的磁悬浮系统的检测装置的示意图，上述检测装置包括：
第一控制单元100，用于控制上述电磁轴承停止工作，以使得上述主轴落在上述辅助轴承上；
第二控制单元200，用于控制上述主轴以预定转速旋转；
检测单元300，用于检测上述电机的工作电流；
确定单元400，用于根据上述工作电流确定上述辅助轴承的状态。
上述检测装置中，第一控制单元检测上述电磁轴承是否停止工作，以确定主轴是否落在辅助轴承上，第二控制单元在检测到上述电磁轴承停止工作的情况下，控制主轴以预定转速旋转，即控制主轴在辅助轴承上以预定转速旋转，检测单元检测电机的工作电流，确定单元根据工作电流确定辅助轴承的状态，由于辅助轴承卡顿或者卡死会导致电机的工作电流增大，从而根据电机的工作电流的大小确定辅助轴承的状态，进而提高了辅助轴承的状态检测的效率，实现实时检测辅助轴承状态，进行精确维护，减小了辅助轴承的检修和维护成本，避免了因未及时更换失效的辅助轴承而导致磁悬浮系统寿命降低甚至损坏的问题，间接提高了磁悬浮系统寿命及可靠性。
需要说明的是，如图1所示，上述电机20包括电机转子21和电机定子22，上述电机转子21套设在上述主轴10上，上述电机转子21、上述电磁轴承30和上述辅助轴承40在上述主轴10的轴向上间隔设置，上述电机转子21穿过上述电机定子22的定子膛，上述电机20 工作驱动上述主轴10旋转，具体的工作过程如下，上述电机定子22上电工作，驱动上述电机转子21转动，上述电机转子21转动带动上述主轴10旋转。
本申请的一种实施例中，如图1和图3所示，上述第二控制单元包括轴承控制器50和电机控制器60，其中，上述轴承控制器50，用于在检测到上述电磁轴承30停止工作的情况下，向上述电机控制器60发送检测指令；上述电机控制器60用于上述电机控制器60根据上述检测指令控制上述电机20的工作电流a0，以使得上述主轴10以上述预定转速旋转。具体地，在检测到电磁轴承停止工作的情况下，确定主轴落在辅助轴承上，然后轴承控制器向电机控制器发送检测指令，电机控制器控制电机的工作电流a0使得主轴以预定转速旋转，以便于检测电机的工作电流a0确定辅助轴承的状态。
需要说明的是，在检测到电磁轴承停止工作的情况下，即主轴不起浮，落在辅助轴承上，在这种情况下，才可以进行辅助轴承状态检测，例如，磁悬浮系统停机后，或者磁悬浮系统启动前，更为具体地，状态检测可以定期检查，例如，半年一次或者一年一次，也可以是在特定情况下进行检测，例如，磁悬浮系统发生故障后进行检测。
本申请的一种实施例中，上述确定单元包括比较子单元和确定子单元，其中，上述比较子单元用于将上述工作电流与电机的电流阈值进行比较，得到比较结果；上述确定子单元用于根据上述比较结果确定上述辅助轴承的状态。具体地，由于辅助轴承卡顿或者卡死会导致主轴旋转的摩擦力增大，进而导致电机的工作电流增大，根据电机的工作电流和电机的电流阈值的比较结果，即可确定辅助轴承的状态。另外，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的电机的电流阈值。
需要说明的是，在实际的应用过程中，在一些实施例中，该确定子单元也可以没有，技术人员可以比较子单元的比较结果来确定对应的辅助轴承的状态。在另外一些实施例中，上述确定子单元还可以为一些间接的确定设备，例如，该确定子单元由硬件电路来实现，例如，该确定子单元可以包括几个不同颜色的指示灯，对于不同的比较结果，可以通过译码器控制不同开关的状态，不同的开关连接不同的指示灯，从而控制指示灯的亮灭状态，即不同的比较结果可以触发不同的指示灯亮，这样工作人员可以通过不同指示灯的亮暗来确定辅助轴承的状态。以下的确定模块也是同样的道理，可有可无，并且可以通过硬件电路来实现。
本申请的一种实施例中，如图3所示，上述比较子单元包括比较电路70，上述比较电路 70比较上述工作电流a0和上述电机的电流阈值，得到上述比较结果。具体地，磁悬浮系统还包括电流检测装置80，电流检测装置80检测电机20的工作电流a0，并将检测信号输入比较电路70，比较电路70比较工作电流a0和电机的电流阈值，得到比较结果。
本申请的一种实施例中，如图3所示，上述比较电路70包括第一比较器71和第二比较器72，上述电流阈值包括第一电流阈值a1和第二电流阈值a2，上述第一比较器71用于将上述工作电流与上述第一电流阈值a1进行比较，输出第一比较电信号；上述第二比较器72用于将上述工作电流a0与上述第二电流阈值a2进行比较，输出第二比较电信号。具体地，将电流检测装置80的检测信号输入第一比较器71和第二比较器72，第一比较器71输出第一比较电信号，第二比较器72输出第二比较电信号，根据第一比较电信号和第二比较电信号即可确定工作电流a0对应的电流范围，进而根据工作电流a0对应的电流范围确定相应的辅助轴承的状态。上述第一电流阈值a1与第二电流阈值a2均为电机的电流阈值。
需要说明的是，在上述工作电流小于等于第一电流阈值的情况下，确定上述第一比较电信号为低电平；在上述工作电流大于上述第一电流阈值的情况下，确定上述第二比较电信号为高电平，也就是说，在上述工作电流小于等于第一电流阈值的情况下，第一比较器输出低电平，在上述工作电流大于第一电流阈值的情况下，第一比较器输出高电平，从而根据输出的第一比较结果确定工作电流与第一电流阈值的大小关系。
还需要说明的是，在上述工作电流小于等于第二电流阈值的情况下，确定上述第二比较电信号为低电平；在上述工作电流大于上述第二电流阈值的情况下，确定上述第二比较电信号为高电平，也就是说，在上述工作电流小于等于第二电流阈值的情况下，第二比较器输出低电平，在上述工作电流大于第二电流阈值的情况下，第二比较器输出高电平，从而根据输出的第二比较结果确定工作电流与第二电流阈值的大小关系。
本申请的一种实施例中，上述确定子单元包括第一确定模块、第二确定模块和第三确定模块，其中，上述第一确定模块用于在上述第一比较结果为上述工作电流小于等于上述第一电流阈值且上述第二比较结果为上述工作电流小于上述第二电流阈值的情况下，确定上述辅助轴承的状态为良好；上述第二确定模块用于在上述第一比较结果为上述工作电流大于上述第一电流阈值且上述第二比较结果为上述工作电流小于等于上述第二电流阈值的情况下，确定上述辅助轴承的状态为卡顿；上述第三确定模块用于在上述第一比较结果为上述工作电流大于上述第一电流阈值且上述第二比较结果为上述工作电流大于上述第二电流阈值的情况下，确定上述辅助轴承的状态为卡死。具体地，上述三种电流范围对应三种辅助轴承的状态，确定工作电流对应的电流范围即可确定辅助轴承的状态，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的第一电流阈值和第二电流阈值，以进一步保证检测结果的准确性。
本申请的一种实施例中，上述检测装置还包括提示单元，上述提示单元包括第一提示子单元和第二提示子单元，其中，上述第一提示子单元用于在上述辅助轴承的状态为卡顿的情况下，发出预警信号；上述第二提示子单元用于在上述辅助轴承的状态为卡死的情况下，发出报警信号。具体地，如图3所示，磁悬浮系统还包括状态监测装置90，状态监测装置90可以显示辅助轴承的状态，并且在辅助轴承40的状态为卡顿的情况下，状态监测装置90发出预警信号，在辅助轴承40的状态为卡死的情况下，状态监测装置90发出报警信号。
需要说明的是，上述的提示单元和状态监测单元均为现有技术中可以实现对应功能电器件。
需要说明的是，根据磁悬浮系统的设备型号预先测算出第一电流阈值和第二电流阈值，电机功率及轴的重量不同，第一电流阈值和第二电流阈值的范围也不同。本领域技术人员可以根据实际情况确定合适的第一电流阈值和第二电流阈值，以进一步保证辅助轴承的状态检测的准确性。
还需要说明的是，根据磁悬浮系统的设备型号不同，上述预定转速取值范围也不同。本领域技术人员可以根据实际情况确定合适的预定转速，例如，5r/s～10r/s，将预定转速设置在上述范围内，既可以避免转速过高导致辅助轴承卡死，造成机械损伤，又进一步可以避免转速过低，导致电流变化不明显使得检测不准确。
本申请实施例还提供了一种磁悬浮压缩机，包括磁悬浮系统的检测装置，上述检测装置为任意一种上述检测装置。
上述磁悬浮压缩机中，包括磁悬浮系统的检测装置，检测装置的第一控制单元检测上述电磁轴承是否停止工作，以确定主轴是否落在辅助轴承上，检测装置的第二控制单元在检测到上述电磁轴承停止工作的情况下，控制主轴以预定转速旋转，即控制主轴在辅助轴承上以预定转速旋转，检测单元检测电机的工作电流，检测装置的确定单元根据工作电流确定辅助轴承的状态，由于辅助轴承卡顿或者卡死会导致电机的工作电流增大，从而根据电机的工作电流的大小确定辅助轴承的状态，进而提高了辅助轴承的状态检测的效率，实现实时检测辅助轴承状态，进行精确维护，减小了辅助轴承的检修和维护成本，避免了因未及时更换失效的辅助轴承而导致磁悬浮系统寿命降低甚至损坏的问题，间接提高了磁悬浮系统寿命及可靠性。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、本申请的检测装置中，第一控制单元检测上述电磁轴承是否停止工作，以确定主轴是否落在辅助轴承上，第二控制单元在检测到上述电磁轴承停止工作的情况下，控制主轴以预定转速旋转，即控制主轴在辅助轴承上以预定转速旋转，检测单元检测电机的工作电流，确定单元根据工作电流确定辅助轴承的状态，由于辅助轴承卡顿或者卡死会导致电机的工作电流增大，从而根据电机的工作电流的大小确定辅助轴承的状态，进而提高了辅助轴承的状态检测的效率，实现实时检测辅助轴承状态，进行精确维护，减小了辅助轴承的检修和维护成本，避免了因未及时更换失效的辅助轴承而导致磁悬浮系统寿命降低甚至损坏的问题，间接提高了磁悬浮系统寿命及可靠性。
2)、本申请的磁悬浮压缩机中，包括磁悬浮系统的检测装置，检测装置的第一控制单元检测上述电磁轴承是否停止工作，以确定主轴是否落在辅助轴承上，检测装置的第二控制单元在检测到上述电磁轴承停止工作的情况下，控制主轴以预定转速旋转，即控制主轴在辅助轴承上以预定转速旋转，检测单元检测电机的工作电流，检测装置的确定单元根据工作电流确定辅助轴承的状态，由于辅助轴承卡顿或者卡死会导致电机的工作电流增大，从而根据电机的工作电流的大小确定辅助轴承的状态，进而提高了辅助轴承的状态检测的效率，实现实时检测辅助轴承状态，进行精确维护，减小了辅助轴承的检修和维护成本，避免了因未及时更换失效的辅助轴承而导致磁悬浮系统寿命降低甚至损坏的问题，间接提高了磁悬浮系统寿命及可靠性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种磁悬浮系统的检测装置，其特征在于，所述磁悬浮系统包括主轴、电机、电磁轴承和辅助轴承，所述电机工作驱动所述主轴旋转，所述电磁轴承和所述辅助轴承分别设置在所述主轴上，所述电磁轴承的半径大于所述辅助轴承的半径，所述检测装置包括：
第一控制单元，用于控制所述电磁轴承停止工作，以使得所述主轴落在所述辅助轴承上；
第二控制单元，用于控制所述主轴以预定转速旋转；
检测单元，用于检测所述电机的工作电流；
确定单元，用于根据所述工作电流确定所述辅助轴承的状态。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述第二控制单元包括：
轴承控制器，用于在检测到所述电磁轴承停止工作的情况下，向电机控制器发送检测指令；
电机控制器，用于根据所述检测指令控制所述电机的工作电流，以使得所述主轴以所述预定转速旋转。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述确定单元包括：
比较子单元，用于将所述工作电流与电机的电流阈值进行比较，得到比较结果；
确定子单元，用于根据所述比较结果确定所述辅助轴承的状态。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述比较子单元包括比较电路，所述比较电路比较所述工作电流和所述电流阈值，得到所述比较结果。
5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述电流阈值包括第一电流阈值和第二电流阈值，所述比较电路包括：
第一比较器，用于将所述工作电流与所述第一电流阈值进行比较，输出第一比较电信号；
第二比较器，用于将所述工作电流与所述第二电流阈值进行比较，输出第二比较电信号。
6.一种磁悬浮压缩机，其特征在于，包括磁悬浮系统的检测装置，所述检测装置为权利要求1至5中任一项所述检测装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020390807.1U CN211979080U (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 磁悬浮系统的检测装置和磁悬浮压缩机 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202020390807.1U CN211979080U (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 磁悬浮系统的检测装置和磁悬浮压缩机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211979080U true CN211979080U (zh) | 2020-11-20 |
Family
ID=73380006
Family Applications (1)
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| CN202020390807.1U Active CN211979080U (zh) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | 磁悬浮系统的检测装置和磁悬浮压缩机 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN211979080U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021189834A1 (zh) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 珠海格力电器股份有限公司 | 磁悬浮系统的检测方法、装置、存储介质和处理器 |
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2020
- 2020-03-24 CN CN202020390807.1U patent/CN211979080U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021189834A1 (zh) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | 珠海格力电器股份有限公司 | 磁悬浮系统的检测方法、装置、存储介质和处理器 |
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