專利名稱：永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心測(cè)定方法，具體是一種由永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
分子泵是一種真空泵，它是利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉輪把動(dòng)量傳遞給氣體分子，使之獲得定向速度，從而使氣體被壓縮、并被驅(qū)至排氣口、再被前級(jí)泵抽走。磁懸浮分子泵是一種采用磁軸承作為分子泵轉(zhuǎn)子支承的分子泵，它利用磁軸承將轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地懸浮在空中， 使轉(zhuǎn)子在高速工作過(guò)程中與定子之間沒(méi)有機(jī)械接觸，具有無(wú)機(jī)械磨損、能耗低、允許轉(zhuǎn)速高、噪聲低、壽命長(zhǎng)、無(wú)需潤(rùn)滑介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，目前磁懸浮分子泵廣泛地應(yīng)用于高真空度、高潔凈度真空環(huán)境的獲得等領(lǐng)域中。磁懸浮分子泵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述磁懸浮分子泵包括泵體3、設(shè)置在所述泵體3內(nèi)腔的轉(zhuǎn)子軸系，所述轉(zhuǎn)子軸系包括轉(zhuǎn)子、第一徑向磁軸承6、第二徑向磁軸承9、第一軸向磁軸承13和第二軸向磁軸承15。所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸7、與所述轉(zhuǎn)子軸7固定的葉輪1、以及用于固定所述葉輪1的裝配部件，如螺釘、螺母等。所述轉(zhuǎn)子軸7的軸線沿豎直方向設(shè)置，所述葉輪1固定設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子軸7的上部。所述轉(zhuǎn)子軸7的下部設(shè)置有所述第一軸向磁軸承13、所述第二軸向磁軸承15、推力盤 14以及軸向保護(hù)軸承12和用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子軸向位移信號(hào)的軸向傳感器16。所述轉(zhuǎn)子軸 7的中部依此間隔地套設(shè)有第一徑向保護(hù)軸承4、第一徑向傳感器5、第一徑向磁軸承6、電機(jī)8、第二徑向磁軸承9、第二徑向傳感器10和第二徑向保護(hù)軸承11等裝置。所述第一徑向磁軸承6包括第一徑向磁軸承定子和第一徑向磁軸承轉(zhuǎn)子，所述第一徑向磁軸承定子與所述泵體3固定連接，所述第一徑向磁軸承轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)子軸7固定連接。所述第一徑向傳感器5用于檢測(cè)在所述第一徑向傳感器5處所述轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)，包括轉(zhuǎn)子平動(dòng)位移信號(hào)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位移信號(hào)。所述第二徑向磁軸承9包括第二徑向磁軸承定子和第二徑向磁軸承轉(zhuǎn)子，所述第二徑向磁軸承定子與所述泵體3固定連接，所述第二徑向磁軸承轉(zhuǎn)子與所述轉(zhuǎn)子軸7固定連接。所述第二徑向傳感器10用于檢測(cè)在所述第二徑向傳感器10處所述轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)，包括轉(zhuǎn)子平動(dòng)位移信號(hào)和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位移信號(hào)。所述轉(zhuǎn)子軸7由所述第一徑向磁軸承6、所述第二徑向磁軸承9、所述第一軸向磁軸承13和所述第二軸向磁軸承15 支承。徑向磁軸承定子一種結(jié)構(gòu)如圖2所示，所述徑向磁軸承定子共有第一磁極31a、第二磁極31b、第三磁極32a、第四磁極32b、第五磁極33a、第六磁極33b、第七磁極34a、第八磁極34b八個(gè)磁極，其中，所述第一磁極31a和所述第二磁極31b繞有同一個(gè)線圈，構(gòu)成第一磁極組；所述第三磁極3 和所述第四磁極32b繞有同一個(gè)線圈，構(gòu)成第二磁極組；所述第五磁極33a和所述第六磁極3 繞有同一個(gè)線圈，構(gòu)成第三磁極組；所述第七磁極3 和所述第八磁極34b繞有同一個(gè)線圈，構(gòu)成第四磁極組；所述徑向磁軸承相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈指相對(duì)方向兩個(gè)磁極組線圈，比如，所述第一磁極組線圈和所述第三磁極組線圈，以
3及所述第二磁極組線圈和所述第四磁極組線圈。所述磁懸浮分子泵的控制系統(tǒng)包括位移檢測(cè)裝置18、轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置19和磁懸浮分子泵控制器20 ；所述位移檢測(cè)裝置18用于接收位移信號(hào)，其信號(hào)輸入端與所述第一徑向傳感器5、所述第二徑向傳感器10和所述軸向傳感器16的信號(hào)輸出端連接，所述位移檢測(cè)裝置18的信號(hào)輸出端與所述磁懸浮分子泵控制器20的信號(hào)輸入端連接；所述轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置19用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號(hào)，其信號(hào)輸入端通過(guò)所述磁懸浮分子泵的接線端子17 連接到轉(zhuǎn)速檢測(cè)傳感器，所述轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置19的信號(hào)輸出端與所述磁懸浮分子泵控制器 20的信號(hào)輸入端連接。所述磁懸浮分子泵控制器20根據(jù)所述位移檢測(cè)裝置18獲得的位移信號(hào)，調(diào)用合適的控制算法進(jìn)行分析運(yùn)算，最終驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的磁軸承(所述第一徑向磁軸承6、所述第二徑向磁軸承9、所述第一軸向磁軸承13和所述第二軸向磁軸承15中的一個(gè)或多個(gè))輸出電磁力對(duì)所述轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)施加控制。所述磁懸浮分子泵控制器20根據(jù)所述轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置19獲得的轉(zhuǎn)速信號(hào)，對(duì)所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)需要調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。本發(fā)明中的所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子指與所述轉(zhuǎn)子軸7固定連接并一起旋轉(zhuǎn)的包括轉(zhuǎn)子軸7、第一徑向磁軸承轉(zhuǎn)子、第二徑向磁軸承轉(zhuǎn)子、第一徑向傳感器轉(zhuǎn)子、第二徑向傳感器轉(zhuǎn)子和電機(jī)轉(zhuǎn)子、推力盤等在內(nèi)的所有旋轉(zhuǎn)部件。由于磁懸浮分子泵零件加工精度以及裝配精度的限制，磁懸浮分子泵裝配完成后，其徑向磁軸承定子、徑向傳感器定子和保護(hù)軸承之間同軸度存在誤差。上述零件裝配完成后，徑向磁軸承定子內(nèi)圓軸線、徑向傳感器定子內(nèi)圓軸線和保護(hù)軸承軸線不重合。一般來(lái)說(shuō)如果徑向磁軸承定子、徑向保護(hù)軸承和徑向傳感器定子同軸，則磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮時(shí)，應(yīng)將轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心位置設(shè)置為徑向磁軸承定子內(nèi)圓中心處。由于徑向磁軸承定子與徑向傳感器定子以及徑向保護(hù)軸承定子不同軸，若將轉(zhuǎn)子懸浮在徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心，則轉(zhuǎn)子與徑向磁軸承各磁極間氣隙不同，由此造成徑向磁軸承相對(duì)方向的兩個(gè)磁極輸出電磁力不同，影響系統(tǒng)穩(wěn)定工作。軸向存在類似問(wèn)題，上述問(wèn)題通過(guò)將轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心設(shè)置到徑向磁軸承定子內(nèi)圓圓心，將轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心設(shè)置到兩個(gè)軸向磁軸承定子內(nèi)圓圓心連線中點(diǎn)處(以下簡(jiǎn)稱軸向磁軸承的中心)的方法解決。對(duì)使用永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮軸承分子泵而言，電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼磁偏拉力的存在會(huì)破壞上述方法的有效性。因?yàn)?，電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼在加工、裝配過(guò)程中會(huì)存在差異，因此磁鋼產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)有不同，對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁偏拉力也會(huì)不同。磁懸浮分子泵靜態(tài)懸浮時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁偏拉力與其初始位置有關(guān)，電機(jī)磁偏拉力會(huì)使所獲得中心位置與實(shí)際中心產(chǎn)生偏移，難以真正將轉(zhuǎn)子調(diào)整到徑向磁軸承的中心和軸向磁軸承的中心，會(huì)影響徑向磁軸承和軸向磁軸承的控制性能。如果在此基礎(chǔ)上通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)子懸浮中心的方法使得徑向磁軸承和軸向磁軸承各個(gè)磁極輸出電磁力均勻，則由于電機(jī)磁鋼磁偏拉力的影響此懸浮中心并不在徑向磁軸承定子中心處。若磁鋼發(fā)生變化或轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)則徑向磁軸承各個(gè)磁極輸出電磁力可能不再均勻，最終無(wú)法獲得所需該磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子的懸浮中心。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的是如何克服永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的磁偏拉力影響從而準(zhǔn)確獲取永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心的技術(shù)問(wèn)題，提供一種不受永磁電
4機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼磁偏拉力影響的永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心測(cè)定方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心測(cè)定方法，包括如下步驟
(1)設(shè)計(jì)測(cè)試轉(zhuǎn)子，所述測(cè)試轉(zhuǎn)子至少包括與所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子軸相同的轉(zhuǎn)子軸，在所述測(cè)試轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸上與所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子軸同樣的位置處固定連接有與所述磁懸浮分子泵的兩個(gè)徑向磁軸承轉(zhuǎn)子、兩個(gè)徑向傳感器轉(zhuǎn)子和推力盤相同的兩個(gè)徑向磁軸承轉(zhuǎn)子、兩個(gè)徑向傳感器轉(zhuǎn)子和一個(gè)推力盤；所述測(cè)試轉(zhuǎn)子消除所述磁懸浮分子泵電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的磁場(chǎng)；
(2)通過(guò)調(diào)整測(cè)試轉(zhuǎn)子懸浮位置保證第一徑向磁軸承、第二徑向磁軸承各磁極線圈電流均衡的方法獲取所述測(cè)試轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心和第二徑向懸浮中心；
(3)通過(guò)調(diào)整測(cè)試轉(zhuǎn)子懸浮位置保證第一軸向磁軸承、第二軸向磁軸承電流均衡的方法獲取所述測(cè)試轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心。所述測(cè)試轉(zhuǎn)子為去掉永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼的所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子。所述步驟O)中，具體包括以下步驟首先，所述磁懸浮分子泵豎直放置，將測(cè)試轉(zhuǎn)子放入磁懸浮分子泵內(nèi)，利用磁懸浮分子泵控制器控制測(cè)試轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，并獲取第一徑向磁軸承各個(gè)磁極線圈中的電流；然后，比對(duì)所述第一徑向磁軸承相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流幅值是否相等，如相等，則獲得所述轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心，否則，繼續(xù)調(diào)整所述測(cè)試轉(zhuǎn)子的懸浮位置，直到所述第一徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流均相等， 獲得所述轉(zhuǎn)子上徑向懸浮中心為止；用與獲取轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心相同的方法獲取轉(zhuǎn)子第二徑向懸浮中心。所述徑向磁軸承相對(duì)方向兩個(gè)磁極線圈中的電流幅值相等是指所述相對(duì)方向兩個(gè)磁極線圈中的電流幅值之差與徑向磁軸承偏置電流幅值之比小于或者等于5%。所述步驟(3)中，具體包括以下步驟首先，所述磁懸浮分子泵水平放置，將測(cè)試轉(zhuǎn)子放入磁懸浮分子泵內(nèi)，利用磁懸浮分子泵控制器控制測(cè)試轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，并利用磁懸浮分子泵控制器獲取第一軸向磁軸承、第二軸向磁軸承線圈中的電流；然后，比對(duì)所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值是否相等，如相等，則獲得所述轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心，否則，繼續(xù)調(diào)整所述測(cè)試轉(zhuǎn)子的懸浮位置，直到所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值相等，獲得所述轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心。所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值相等是指所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值之差與軸向磁軸承偏置電流的幅值之比小于或者等于5%。還包括將獲取的所述轉(zhuǎn)子懸浮中心的位置信息存儲(chǔ)到所述磁懸浮分子泵內(nèi)存儲(chǔ)介質(zhì)的步驟。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)
利用消除永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生磁場(chǎng)的測(cè)試轉(zhuǎn)子，通過(guò)調(diào)整磁軸承各磁極電流均衡的方法獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子的懸浮中心，此方法可以消除永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼磁偏拉力的影響，能準(zhǔn)確獲取分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心。當(dāng)轉(zhuǎn)子懸浮在此懸浮中心時(shí)，轉(zhuǎn)子距離磁軸承各磁極距離相等，磁軸承各磁極電磁力輸出均衡，可以有效避免磁軸承出現(xiàn)非線性問(wèn)題，保證磁懸浮分子泵穩(wěn)定運(yùn)行。依據(jù)本發(fā)明的測(cè)定方法獲得的轉(zhuǎn)子懸浮中心位置信息存儲(chǔ)到所述磁懸浮分子泵內(nèi)的存儲(chǔ)介質(zhì)中。使用過(guò)程中，將磁懸浮分子泵工作時(shí)使用的帶有電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼的分子泵轉(zhuǎn)子裝入磁懸浮分子泵內(nèi)。當(dāng)磁懸浮分子泵開始工作時(shí)，磁懸浮分子泵控制器調(diào)用存儲(chǔ)介質(zhì)中的轉(zhuǎn)子懸浮中心位置信息控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，轉(zhuǎn)子即可穩(wěn)定懸浮在預(yù)先設(shè)定的懸浮中心位置處。由于每臺(tái)磁懸浮分子泵內(nèi)攜帶的存儲(chǔ)介質(zhì)中記錄有適合該分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心位置，當(dāng)需要更換磁懸浮分子泵控制器時(shí)，控制器僅需要讀取相關(guān)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)新泵的控制，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)磁懸浮分子泵控制器在無(wú)需重新測(cè)定懸浮中心的前提下可以控制不同的磁懸浮分子泵。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
圖1磁懸浮分子泵結(jié)構(gòu)圖； 圖2磁懸浮分子泵徑向磁軸承定子結(jié)構(gòu)圖。圖中附圖標(biāo)記表示為1-葉輪，3-泵體，4-第一徑向保護(hù)軸承，5-第一徑向傳感器，6-第一徑向磁軸承，7-轉(zhuǎn)子軸，8-電機(jī)，9-第二徑向磁軸承，10-第二徑向傳感器， 11-第二徑向保護(hù)軸承，12-軸向保護(hù)軸承，13-第一軸向磁軸承，14-推力盤，15-第二軸向磁軸承，16-軸向傳感器，17-接線端子，18-位移檢測(cè)裝置，19-轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，20-磁懸浮分子泵控制器，31a-第一磁極，31b-第二磁極，32a-第三磁極，32b_第四磁極，33a-第五磁極，33b-第六磁極，34a-第七磁極，34b-第八磁極。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，是本發(fā)明所涉及的磁懸浮分子泵的結(jié)構(gòu)示意圖，作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心測(cè)定方法，包括如下步驟
SOl步驟，將去掉電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼的所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子作為測(cè)試轉(zhuǎn)子，并將所述測(cè)試轉(zhuǎn)子裝入所述分子泵；
S02步驟獲取所述測(cè)試轉(zhuǎn)子徑向懸浮中心首先，所述磁懸浮分子泵豎直放置，將測(cè)試轉(zhuǎn)子放入磁懸浮分子泵內(nèi)，利用磁懸浮分子泵控制器20控制測(cè)試轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，并獲取第一徑向磁軸承6各個(gè)磁極線圈中的電流；然后，比對(duì)所述第一徑向磁軸承6相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流幅值是否相等，如相等，則獲得該方向所述轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心，否則， 繼續(xù)調(diào)整所述測(cè)試轉(zhuǎn)子的懸浮位置，直到所述第一徑向磁軸承6各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈中的電流均相等，獲得所述轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心為止。其中，所述徑向磁軸承兩個(gè)相對(duì)方向磁極線圈電流的幅值相等是指所述相對(duì)方向兩個(gè)磁極線圈中的電流幅值之差與第一徑向磁軸承偏置電流幅值之比小于或者等于5% ；其中，偏置電流是為了克服磁軸承的非線性，并保證磁軸承的電流響應(yīng)速度，往磁軸承磁極線圈中通入的一個(gè)恒定電流。轉(zhuǎn)子第二徑向懸浮中心獲得方法與轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心獲得方法相同，在此不再贅述；
S03步驟獲取所述測(cè)試轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心首先，所述磁懸浮分子泵水平放置，將測(cè)試轉(zhuǎn)子放入磁懸浮分子泵內(nèi)，利用磁懸浮分子泵控制器20控制測(cè)試轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，并利用磁懸浮分子泵控制器20獲取第一軸向磁軸承13、第二軸向磁軸承15線圈中的電流；然后，比對(duì)所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值是否相等，如相等，則獲得所述轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心，否則，繼續(xù)調(diào)整所述測(cè)試轉(zhuǎn)子的懸浮位置，直到所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值相等，獲得所述轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心為止。其中，所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值相等是指所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值之差與軸向磁軸承偏置電流的幅值之比小于或者等于5% ；
S04步驟將獲取的所述轉(zhuǎn)子懸浮中心的位置信息存儲(chǔ)到所述磁懸浮分子泵內(nèi)的存儲(chǔ)介質(zhì)中。上述S02步驟和S03步驟可根據(jù)需要調(diào)整先后順序，比如先通過(guò)S03步驟獲取所述磁懸浮分子泵軸向懸浮中心，然后再通過(guò)S02步驟獲取所述磁懸浮分子泵徑向懸浮中心，同樣能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。本實(shí)施例中構(gòu)造出的測(cè)試轉(zhuǎn)子即不受永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼磁偏拉力的影響，能獲得準(zhǔn)確的懸浮中心。當(dāng)轉(zhuǎn)子懸浮在此懸浮中心時(shí)，轉(zhuǎn)子距離磁軸承各磁極距離相等，磁軸承各磁極電磁力輸出均衡，可以有效避免磁軸承出現(xiàn)非線性問(wèn)題，保證磁懸浮分子泵穩(wěn)定運(yùn)行。磁懸浮分子泵正常工作時(shí)，將帶有電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼的分子泵轉(zhuǎn)子裝入磁懸浮分子泵內(nèi)。磁懸浮分子泵控制器20調(diào)用存儲(chǔ)介質(zhì)中的轉(zhuǎn)子懸浮中心位置信息控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮， 轉(zhuǎn)子即可穩(wěn)定懸浮在預(yù)設(shè)懸浮中心位置處。由于每臺(tái)磁懸浮分子泵內(nèi)攜帶的存儲(chǔ)介質(zhì)中記錄有適合該分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心位置，當(dāng)需要更換磁懸浮分子泵控制器20時(shí)，更換后新的磁懸浮分子泵控制器20僅需要讀取相關(guān)參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)所述磁懸浮分子泵的控制，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)磁懸浮分子泵控制器20在無(wú)需重新測(cè)定轉(zhuǎn)子懸浮中心的前提下可以控制不同的磁懸浮分子泵。作為上述實(shí)施例的一個(gè)變形，所述步驟SOl步驟中構(gòu)造一個(gè)新的測(cè)試轉(zhuǎn)子，只要所述測(cè)試轉(zhuǎn)子至少包括與所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子軸相同的轉(zhuǎn)子軸，在所述測(cè)試轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸上與所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子軸同樣的位置處固定連接有與所述磁懸浮分子泵的兩個(gè)徑向磁軸承轉(zhuǎn)子、兩個(gè)徑向傳感器轉(zhuǎn)子和推力盤相同的兩個(gè)徑向磁軸承轉(zhuǎn)子、兩個(gè)徑向傳感器轉(zhuǎn)子和一個(gè)推力盤；并且所述測(cè)試轉(zhuǎn)子消除所述磁懸浮分子泵電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的磁場(chǎng)即可，比如使用未充磁的所述磁懸浮分子泵電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼進(jìn)而消除所述磁鋼產(chǎn)生的磁場(chǎng)，或者使用不帶電機(jī)轉(zhuǎn)子的測(cè)試轉(zhuǎn)子，均能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。作為上述實(shí)施例的另一個(gè)變形，本發(fā)明的懸浮中心測(cè)定方法不包括將獲取的轉(zhuǎn)子懸浮中心位置信息存儲(chǔ)到所述磁懸浮分子泵的存儲(chǔ)介質(zhì)的步驟，只要經(jīng)由現(xiàn)有的其他方法將轉(zhuǎn)子懸浮中心位置信息傳送給所述磁懸浮分子泵控制器20，同樣能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的， 屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。作為上述實(shí)施例的其他變形，可以由現(xiàn)有技術(shù)中懸浮中心的其它測(cè)定方法獲得本發(fā)明的懸浮中心，同樣能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心測(cè)定方法，其特征在于，包括如下步驟(1)設(shè)計(jì)測(cè)試轉(zhuǎn)子，所述測(cè)試轉(zhuǎn)子至少包括與所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子軸相同的轉(zhuǎn)子軸，在所述測(cè)試轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸上與所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子軸同樣的位置處固定連接有與所述磁懸浮分子泵的兩個(gè)徑向磁軸承轉(zhuǎn)子、兩個(gè)徑向傳感器轉(zhuǎn)子和推力盤相同的兩個(gè)徑向磁軸承轉(zhuǎn)子、兩個(gè)徑向傳感器轉(zhuǎn)子和一個(gè)推力盤；所述測(cè)試轉(zhuǎn)子消除所述磁懸浮分子泵電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的磁場(chǎng)；(2)通過(guò)調(diào)整測(cè)試轉(zhuǎn)子懸浮位置保證第一徑向磁軸承、第二徑向磁軸承各磁極線圈電流均衡的方法獲取所述轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心和第二徑向懸浮中心；(3)通過(guò)調(diào)整測(cè)試轉(zhuǎn)子懸浮位置保證第一軸向磁軸承、第二軸向磁軸承電流均衡的方法獲取所述轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述測(cè)試轉(zhuǎn)子為去掉永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼的所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟O)中，具體包括以下步驟首先，所述磁懸浮分子泵豎直放置，將測(cè)試轉(zhuǎn)子放入磁懸浮分子泵內(nèi)，利用磁懸浮分子泵控制器控制測(cè)試轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，并獲取第一徑向磁軸承各個(gè)磁極線圈中的電流；然后，比對(duì)所述第一徑向磁軸承相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流幅值是否相等，如相等，則獲得所述轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心，否則，繼續(xù)調(diào)整所述測(cè)試轉(zhuǎn)子的懸浮位置，直到所述第一徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流均相等，獲得所述轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心為止；用與獲取轉(zhuǎn)子第一徑向懸浮中心相同的方法獲取轉(zhuǎn)子第二徑向懸浮中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述徑向磁軸承相對(duì)方向兩個(gè)磁極線圈電流的幅值相等是指所述相對(duì)方向兩個(gè)磁極線圈中的電流幅值之差與徑向磁軸承偏置電流幅值之比小于或者等于5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟(3)中，具體包括以下步驟首先，所述磁懸浮分子泵水平放置，將測(cè)試轉(zhuǎn)子放入磁懸浮分子泵內(nèi)，利用磁懸浮分子泵控制器控制測(cè)試轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，并利用磁懸浮分子泵控制器獲取第一軸向磁軸承、第二軸向磁軸承線圈中的電流；然后，比對(duì)所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值是否相等，如相等， 則獲得所述轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心，否則，繼續(xù)調(diào)整所述測(cè)試轉(zhuǎn)子的懸浮位置，直到所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值相等，獲得所述轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心為止。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值相等是指所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈電流幅值之差與軸向磁軸承偏置電流的幅值之比小于或者等于5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的方法，其特征在于還包括將獲取的所述轉(zhuǎn)子懸浮中心的位置信息存儲(chǔ)到所述磁懸浮分子泵內(nèi)存儲(chǔ)介質(zhì)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)的磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心測(cè)定方法，利用消除永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼磁場(chǎng)的測(cè)試轉(zhuǎn)子，通過(guò)調(diào)整測(cè)試轉(zhuǎn)子懸浮中心保證磁軸承各磁極電流均衡的方法獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子的懸浮中心。該測(cè)試轉(zhuǎn)子消除了永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼磁偏拉力的影響，能準(zhǔn)確獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子的懸浮中心。
文檔編號(hào)G01B7/312GK102435135SQ20111026690
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者張剴, 張小章, 李奇志, 武涵, 鄒蒙 申請(qǐng)人:北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)