磁浮軸承系統(tǒng)及其控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是為一種磁浮軸承系統(tǒng)及其控制電路，特別是一種關于控制軸向浮高的磁浮軸承系統(tǒng)及其控制電路。
【背景技術】
[0002]磁浮軸承是為以非接觸方式支撐泵浦的旋轉軸的軸承，例如是使用于渦輪分子泵浦等。其中磁浮軸承具有高旋轉速度運轉、無所謂軸承磨耗以及不需要潤滑油而不用維修等特征。而磁浮軸承可將旋轉軸可動地控制于X軸、Y軸、Z軸或徑向軸的軸向浮高。
[0003]然而，電纜線存在著靜電容量，其中靜電容量會隨著電纜線的長度而有所變化。例如15米的電纜線的靜電容量會大于5米的電纜線的靜電容量，或是15米的電纜線的靜電容量會小于30米的電纜線的靜電容量。其中，現(xiàn)有的磁浮軸承是以固定長度的一電纜線來調整感測電路，例如以15米的電纜線為基準。換句話說，現(xiàn)有的磁浮軸承只能補償固定長度的電纜線的線路電阻值。
[0004]舉例來說，在廠內以長度15米的電纜線進行調整補償后，但如果實際需用5米或30米的電纜線時，現(xiàn)有的磁浮軸承仍以15米的電纜線進行調整補償，借此影響實際軸向浮高。例如實測軸向浮高會具有正/負2?3條之間的軸向浮高差異。因此，現(xiàn)有的磁浮軸承將造成無法正確檢出被浮上體的浮上位置，而根據(jù)上述計算出錯誤的浮上位置，影響控制被浮上體的浮上位置。
[0005]另外，現(xiàn)有的磁浮軸承是以調整可變電阻的方式以進行補償，其中可變電阻的阻值可能因制造或產品壽命而有所差異，進而影響軸向浮高或是摔機的情況。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明在于提供一種磁浮軸承系統(tǒng)及其控制電路，在磁浮軸承每次開機時，是先以直流電源模塊提供直流電壓給磁浮軸承及感測線路電阻值，并根據(jù)感測結果做為控制磁浮軸承的依據(jù)，借此達到精準地控制軸向主動磁浮軸承的軸向浮高的目的。
[0007]本發(fā)明實施例提出一種磁浮軸承控制電路，適用于控制一磁浮軸承的一軸向主動磁浮軸承的一軸向浮高，磁浮軸承控制電路包括:一切換模塊、一直流電源模塊、一交流電源模塊、一第一感測單元、一第二感測單元、一感測模塊及一處理模塊。直流電源模塊耦接切換模塊。交流電源模塊耦接切換模塊。第一感測單元耦接切換模塊及一連接磁浮軸承的電纜線。第二感測單元耦接電纜線，且第二感測單元設置于磁浮軸承內。感測模塊耦接交流電源模塊及第一感測單元。處理模塊耦接感測模塊。其中，在磁浮軸承啟動時，切換模塊與直流電源模塊之間處于導通狀態(tài)，直流電源模塊輸出一直流電壓，并提供給第一感測單元、電纜線及第二感測單元，而使感測模塊檢測出電纜線及第二感測單元的一線路電阻值，并提供給處理模塊，而處理模塊判斷出線路電阻值符合于一默認范圍，處理模塊控制切換模塊切換，以使切換模塊與交流電源模塊之間處于導通狀態(tài)。
[0008]進一步地，該處理模塊根據(jù)該電纜線及該第二感測單元的直流電壓壓降，以檢測出該線路電阻值，該處理模塊根據(jù)該線路電阻值以計算出一主動軸向補償量，該主動軸向補償量是指示因損失在該電纜線的信號補償量。
[0009]進一步地，在該處理模塊判斷出該線路電阻值超出該默認范圍，且小于一默認值時，則該處理模塊將輸出一第一異常信號，而該第一異常信號為指示該磁浮軸承與一控制器之間接觸不良的信號，或是指示該電纜線的長度不符合規(guī)范長度的信號。
[0010]進一步地，在該處理模塊判斷出該線路電阻值超出該默認值時，該處理模塊將輸出一第二異常信號，而該第二異常信號為指示該磁浮軸承與該控制器之間處于開路狀態(tài)的信號，或是指示該控制器處于無法輸出功率狀態(tài)的信號。
[0011]進一步地，該切換模塊具有一第一端、一第二端及一第三端，該第一端耦接該直流電源模塊，該第二端耦接該交流電源模塊，該第三端耦接該第一感測單元，而該處理模塊判斷出該線路電阻值不符合于該默認范圍，該處理模塊停止控制該切換模塊切換，以維持使該切換模塊與該直流電源模塊之間處于導通狀態(tài)。
[0012]進一步地，該直流電源模塊包括一直流電源及一第一放大器，該直流電源耦接該第一放大器的第一輸入端，該第一放大器的輸出端耦接該切換模塊的該第一端及該第一放大器的第二輸入端，該交流電源模塊包括一交流電源、一第二放大器及一分壓電阻，該交流電源耦接該第二放大器的第一輸入端，該第二放大器的輸出端耦接該切換模塊的該第二端、該分壓電阻及該第二放大器的第二輸入端。
[0013]進一步地，該分壓電阻具有一第一接點、一第二接點及一第三接點，該第一接點耦接該切換模塊的該第二端及該第二放大器的輸出端，該第二接點耦接該感測模塊，該第三接點耦接一接地端。
[0014]進一步地，該切換模塊與該交流電源模塊之間處于導通狀態(tài)時，該感測模塊自該第一感測單元及該第二感測單元的中點以取得一感測信號，并自該分壓電阻的該第二接點以取得一基準點信號，該感測模塊根據(jù)該感測信號及該基準點信號，以輸出一變位信號給該處理模塊，該處理模塊根據(jù)一主動軸向補償量及該變位信號，以控制該軸向主動磁浮軸承的一電磁鐵的激磁電流。
[0015]進一步地，該分壓電阻包括一第一電阻及一第二電阻，該第一電阻耦接于該第一接點及該第二接點，該第二電阻耦接于該第二接點及該第三接點。
[0016]進一步地，該感測模塊包括一第三放大器、一帶通濾波單元及一同步檢波單元，該第三放大器的第一輸入端耦接該分壓電阻的該第二接點，該第三放大器的第二輸入端耦接該第一感測單元及該電纜線，該第三放大器的輸出端耦接該處理模塊的一第一信道及該帶通濾波單元，該同步檢波單元耦接該帶通濾波單元及該處理模塊的一第二信道，該處理模塊的一運算單元耦接該第一信道及該第二信道。
[0017]本發(fā)明實施例提出一種磁浮軸承系統(tǒng)，包括:一控制器、一電纜線及一磁浮軸承?？刂破靼ㄒ淮鸥≥S承控制電路。電纜線耦接控制器。磁浮軸承耦接電纜線。磁浮軸承包括一軸向主動磁浮軸承。其中，磁浮軸承控制電路用以控制軸向主動磁浮軸承的一軸向浮聞。
[0018]進一步地，該磁浮軸承更包括:一第一徑向主動磁浮軸承；一第二徑向主動磁浮軸承；一轉動單元，配置于該第一徑向主動磁浮軸承及該第二徑向主動磁浮軸承之間；一軸棒，該軸棒貫穿該第一徑向主動磁浮軸承、該第二徑向主動磁浮軸承、該轉動單元及該軸向主動磁浮軸承；及多個位置傳感器，該些位置傳感器分別對應該第一徑向主動磁浮軸承及該第二徑向主動磁浮軸承而配置；其中，該軸向主動磁浮軸承，配置于該第二徑向主動磁浮軸承的底部。
[0019]本發(fā)明的具體手段為利用磁浮軸承控制電路，在磁浮軸承每次開啟時，感測模塊可感測電纜線及第二感測單元的直流電壓壓降，以使處理模塊計算出主動軸向補償量，借此達到自由調整(Tuning Free)的目的。其中，處理模塊根據(jù)主動軸向補償量及變位信號以控制電磁鐵的激磁電流(即磁力)，以支持被浮上體于目標位置，借此達到精準控制軸向主動磁浮軸承的軸向浮高。另外，處理模塊是為數(shù)字式處理器，借此可避免現(xiàn)有技術的因模擬電路的可變電阻及電容變化，而產生的不穩(wěn)定的情況。此外，本發(fā)明可提升磁浮軸承的連接狀況判斷機制，借此提高產品智能化的程度。
[0020]以上的概述與接下來的實施例，皆是為了進一步說明本發(fā)明的技術手段與達成功效，然所敘述的實施例與附圖僅提供參考說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明一實施例的磁浮軸承控制電路的功能方塊圖。
[0022]圖2A為本發(fā)明另一實施例的磁浮軸承控制電路的電路圖。
[0023]圖2B為根據(jù)圖2A的本發(fā)明另一實施例的感測模塊及處理模塊的詳細電路圖。
[0024]圖3為本發(fā)明另一