專利名稱：一種磁懸浮分子泵及其控制方法、制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空獲得設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種磁懸浮分子泵及其控制方法、制造方法。
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)向至排氣口、再被前級泵抽走。磁懸浮分子泵是一種采用磁軸承(又稱主動磁懸浮軸承)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)子在高速工作過程中與定子之間沒有機(jī)械接觸，具有無機(jī)械磨損、能耗低、允許轉(zhuǎn)速高、噪聲低、壽命長、無需潤滑等優(yōu)點，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，所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸7和與所述轉(zhuǎn)子軸7固定連接的葉輪1。所述葉輪1固定安裝在所述轉(zhuǎn)子軸7的上部；所述轉(zhuǎn)子軸7的中部依此間隔地套設(shè)有第一徑向磁軸承6、電機(jī)8和第二徑向磁軸承9等裝置，上述裝置共同構(gòu)成了所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子軸系?，F(xiàn)有技術(shù)的磁懸浮分子泵，常態(tài)下，轉(zhuǎn)子質(zhì)心2設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸7的軸線上并位于所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9之間，如圖2所示。在工作過程中，所述轉(zhuǎn)子會受到源于分子泵自身或者外界的擾動力，引起所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生平動(即水平運(yùn)動)、軸向運(yùn)動和所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動。其中，所述軸向運(yùn)動可通過改變第一軸向磁軸承13和/或第二軸向磁軸承15的參數(shù)來調(diào)節(jié)，而所述轉(zhuǎn)子的平動或者所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動則需要通過同時調(diào)整所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9的控制參數(shù)來調(diào)節(jié)，即所述轉(zhuǎn)子的平動，及所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動是由所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9共同控制的。如果所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，同時產(chǎn)生了所述轉(zhuǎn)子的平動和所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動，這兩種運(yùn)動就會相互耦合，使所述轉(zhuǎn)子的運(yùn)動情況變得很復(fù)雜。在消除擾動力影響、使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)時，需要同時改變所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9的控制參數(shù)來調(diào)整上述轉(zhuǎn)子平動和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，使得控制過程非常復(fù)雜，控制難度大， 不利于磁懸浮分子泵系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中由于轉(zhuǎn)子的質(zhì)心設(shè)置在第一徑向磁軸承和第二徑向磁軸承之間，受擾動力影響轉(zhuǎn)子同時產(chǎn)生平動和轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)子運(yùn)動情況復(fù)雜，調(diào)整磁軸承參數(shù)的難度較大、控制過程復(fù)雜，所需調(diào)整時間長、效率低的技術(shù)問題，而提供一種在轉(zhuǎn)子同時發(fā)生平動和轉(zhuǎn)動時能使轉(zhuǎn)子的平動和轉(zhuǎn)動兩種運(yùn)動基本相互解耦，大大簡化磁懸浮分子泵控制過程，降低控制難度、提高磁懸浮分子泵系統(tǒng)控制效率和穩(wěn)定性的磁懸浮分子泵及其控制方法、制造方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種磁懸浮分子泵，包括泵體和設(shè)置在所述泵體內(nèi)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、第二徑向磁軸承、第一軸向磁軸承和第二軸向磁軸承，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸和與所述轉(zhuǎn)子軸固定的葉輪；所述轉(zhuǎn)子軸的中部依此間隔地套設(shè)有所述第一徑向磁軸承和所述第二徑向磁軸承，所述轉(zhuǎn)子軸的下部套設(shè)有所述第一軸向磁軸承和所述第二軸向磁軸承，所述轉(zhuǎn)子軸由所述第一徑向磁軸承、所述第二徑向磁軸承、所述第一軸向磁軸承和所述第二軸向磁軸承支承；常態(tài)下，轉(zhuǎn)子質(zhì)心設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸的軸線上并與所述第一徑向傳感器的質(zhì)心重合。一種上述磁懸浮分子泵的控制方法，包括①所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生平動，由第一徑向磁軸承抑制所述轉(zhuǎn)子的平動；②所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子圍繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，由第二徑向磁軸承抑制所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動；③所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子同時產(chǎn)生了平動和圍繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，由所述第一徑向磁軸承抑制所述轉(zhuǎn)子的平動，由所述第二徑向磁軸承抑制所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動；④所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向運(yùn)動，由第一軸向磁軸承和/ 或第二軸向磁軸承抑制所述轉(zhuǎn)子的軸向運(yùn)動。上述控制方法中，所述方法③是所述第一徑向傳感器僅能檢測到轉(zhuǎn)子平動信號， 所述第二徑向傳感器同時檢測到轉(zhuǎn)子平動信號和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號的混合信號，用所述第二徑向傳感器檢測到的混合信號減去所述第一徑向傳感器檢測到的轉(zhuǎn)子平動信號，以濾除所述第二徑向傳感器測得的轉(zhuǎn)子平動信號，只保留所述第二徑向傳感器測得的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號， 使得所述轉(zhuǎn)子的平動由所述第一徑向磁軸承抑制，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動由所述第二徑向磁軸承抑制。一種上述磁懸浮分子泵的制造方法，包括通過改變轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，或者改變?nèi)~輪的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，以使轉(zhuǎn)子質(zhì)心設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸的軸線上并與第一徑向傳感器的質(zhì)心重合。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
①本發(fā)明提供的磁懸浮分子泵及其控制方法，常態(tài)下轉(zhuǎn)子質(zhì)心設(shè)置于轉(zhuǎn)子軸的軸線上并與第一徑向傳感器的質(zhì)心重合，在轉(zhuǎn)子同時發(fā)生平動和轉(zhuǎn)動時，能使轉(zhuǎn)子的平動和轉(zhuǎn)動兩種運(yùn)動基本相互解耦，轉(zhuǎn)子平動主要由第一徑向磁軸承來調(diào)整控制，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動由第二徑向磁軸承來調(diào)整控制，從而大大簡化了控制過程，降低了控制難度、提高了分子泵系統(tǒng)控制效率和穩(wěn)定性；
②本發(fā)明提供的磁懸浮分子泵的制造方法，通過改變轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，或者改變?nèi)~輪的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，以使轉(zhuǎn)子質(zhì)心設(shè)置于轉(zhuǎn)子軸的軸線上并與第一徑向傳感器的質(zhì)心重合，上述方法都比較簡單，易于實現(xiàn)。


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)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1是磁懸浮分子泵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子質(zhì)心位置示意圖； 圖3是本發(fā)明磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子質(zhì)心位置示意圖。圖中附圖標(biāo)記表示為1-葉輪，2-轉(zhuǎn)子質(zhì)心，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-位移檢測裝置，19-速度檢測裝置，20-磁懸浮分子泵控制器。
具體實施例方式如圖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，本實施例中所述磁懸浮分子泵豎直設(shè)置，所述磁懸浮分子泵包括泵體3、設(shè)置在所述泵體3內(nèi)的轉(zhuǎn)子軸系、以及現(xiàn)有技術(shù)中所述磁懸浮分子泵應(yīng)當(dāng)具有的其他結(jié)構(gòu)，由于本發(fā)明不涉及上述其他結(jié)構(gòu)， 在此不再贅述。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和用于檢測所述轉(zhuǎn)子軸向位移信號的軸向傳感器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用于檢測在所述第一徑向傳感器5處的轉(zhuǎn)子平動位移信號。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用于檢測在所述第二徑向傳感器10處所述轉(zhuǎn)子的位移信號，包括轉(zhuǎn)子平動位移信號和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動位移信號。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。常態(tài)下(所述轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮時)，所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸7的軸線上并與所述第一徑向傳感器5的質(zhì)心重合，如圖3所示。 所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9用于向所述轉(zhuǎn)子施加徑向電磁力，使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。所述磁懸浮分子泵的控制系統(tǒng)包括位移檢測裝置18、轉(zhuǎn)速檢測裝置19和磁懸浮分子泵控制器20 ；所述位移檢測裝置18用于接收位移信號，其信號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的信號輸出端連接，所述位移檢測裝置18的信號輸出端與所述磁懸浮分子泵控制器20的信號輸入端連接；所述轉(zhuǎn)速檢測裝置19用于檢測所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速信號，其信號輸入端通過所述磁懸浮分子泵的接線端子17 連接到轉(zhuǎn)速檢測傳感器，所述轉(zhuǎn)速檢測裝置19的信號輸出端與所述磁懸浮分子泵控制器 20的信號輸入端連接。
所述磁懸浮分子泵控制器20根據(jù)所述位移檢測裝置18獲得的位移信號，調(diào)用合適的控制算法進(jìn)行分析運(yùn)算，最終驅(qū)動相應(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中的一個或多個)輸出電磁力對所述轉(zhuǎn)子的運(yùn)動施加控制。所述磁懸浮分子泵控制器20根據(jù)所述轉(zhuǎn)速檢測裝置19獲得的轉(zhuǎn)速信號，對所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動實時監(jiān)控，并根據(jù)需要調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。所述磁懸浮分子泵的上述結(jié)構(gòu)結(jié)合其控制方法，在所述轉(zhuǎn)子同時發(fā)生平動和轉(zhuǎn)動時，能使所述轉(zhuǎn)子平動和所述轉(zhuǎn)子繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動兩種運(yùn)動基本相互解耦，大大簡化了控制過程、降低了控制難度、提高了分子泵系統(tǒng)效率。所述磁懸浮分子泵控制方法包括
①所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生平動。所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10都將檢測到所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子平動信號。所述第一徑向傳感器5和所述第二徑向傳感器10將檢測到的轉(zhuǎn)子平動信號通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運(yùn)算分析將分別向所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子平動。由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向傳感器5的質(zhì)心重合，且所述第一徑向磁軸承6位置緊鄰第一徑向傳感器5，所以所述第一徑向磁軸承6產(chǎn)生的電磁力對于所述轉(zhuǎn)子平動的影響遠(yuǎn)大于所述第二徑向磁軸承9產(chǎn)生的電磁力對于所述轉(zhuǎn)子平動的影響，所述第二徑向磁軸承9輸出的電磁力可以忽略，所以此時所述轉(zhuǎn)子的平動主要由所述第一徑向磁軸承6控制，即可使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。②所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)動， 即所述轉(zhuǎn)子圍繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2轉(zhuǎn)動。由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向傳感器5的質(zhì)心重合，所述第一徑向傳感器5檢測不到所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動信號，只有所述第二徑向傳感器10能檢測到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號。所述第二徑向傳感器10將檢測到的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運(yùn)算分析將向所述第二徑向磁軸承9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。③所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子同時產(chǎn)生了平動和圍繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2的轉(zhuǎn)動。由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向傳感器5的質(zhì)心重合，所述第一徑向傳感器5只能檢測到轉(zhuǎn)子平動信號，而所述第二徑向傳感器10同時檢測到轉(zhuǎn)子平動信號和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號的混合信號。所述第一徑向傳感器5 和所述第二徑向傳感器10會將各自檢測到的相應(yīng)信號通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運(yùn)算分析分別對轉(zhuǎn)子平動信號和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號作出響應(yīng)。針對轉(zhuǎn)子平動信號，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運(yùn)算分析將分別向所述第一徑向磁軸承6和所述第二徑向磁軸承9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子平動，由于所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2與所述第一徑向傳感器5的質(zhì)心重合，且所述第一徑向磁軸承6位置緊鄰第一徑向傳感器5，所以所述第一徑向磁軸承6產(chǎn)生的電磁力對于所述轉(zhuǎn)子平動的影響遠(yuǎn)大于所述第二徑向磁軸承9產(chǎn)生的電磁力對于所述轉(zhuǎn)子平動的影響，所述第二徑向磁軸承9輸出的電磁力可以忽略，所以此時所述轉(zhuǎn)子的平動主要由所述第一徑向磁軸承6控制，即可使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)；針對轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號，所述磁懸浮分子泵控制器20首先將所述第二徑向傳感器10檢測到混合信號(包括轉(zhuǎn)子平動信號和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號)減去所述第一徑向傳感器5檢測到的轉(zhuǎn)子平動信號，以濾除轉(zhuǎn)子平動信號， 只保留轉(zhuǎn)動信號。所述磁懸浮分子泵控制器20根據(jù)所述第二徑向傳感器10保留下來的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號向所述第二徑向磁軸承9發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。④所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向運(yùn)動，所述軸向傳感器16將檢測到所述轉(zhuǎn)子的軸向位移信號。所述軸向傳感器16將檢測到的軸向位移信號通過所述位移檢測裝置18發(fā)送給所述磁懸浮分子泵控制器20，所述磁懸浮分子泵控制器20經(jīng)過運(yùn)算分析將向所述第一軸向磁軸承13和 /或所述第二軸向磁軸承15發(fā)出控制指令以調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的位置、抑制所述轉(zhuǎn)子的軸向運(yùn)動，使所述轉(zhuǎn)子恢復(fù)常態(tài)。上述控制方法還包括現(xiàn)有技術(shù)中控制所述磁懸浮分子泵所必須的其他一般方法， 由于本發(fā)明不涉及上述其他一般方法，此不贅述。本發(fā)明提供的所述磁懸浮分子泵的制造方法，包括通過改變所述轉(zhuǎn)子軸7的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，或者改變所述葉輪1的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，以使所述轉(zhuǎn)子的所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸7的軸線上并與所述第一徑向傳感器5的質(zhì)心重合。在本實施例中，通過改變所述轉(zhuǎn)子軸7的質(zhì)量分布，使得所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心2位置上提并與所述第一徑向傳感器5的
質(zhì)心重合。當(dāng)然，上述制造方法還包括現(xiàn)有技術(shù)中用于制造一臺完整磁懸浮分子泵的一般方法步驟，由于本發(fā)明不涉及上述一般方法步驟，此不贅述。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。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
1.一種磁懸浮分子泵，包括泵體(3)和設(shè)置在所述泵體(3)內(nèi)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)和與所述轉(zhuǎn)子軸(7)固定的葉輪(1)；所述轉(zhuǎn)子軸 (7)的中部依此間隔地套設(shè)有所述第一徑向磁軸承(6)和所述第二徑向磁軸承(9)，所述轉(zhuǎn)子軸(7)的下部套設(shè)有所述第一軸向磁軸承(13)和所述第二軸向磁軸承(15)，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；其特征在于常態(tài)下，轉(zhuǎn)子質(zhì)心(2)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸(7)的軸線上并與所述第一徑向傳感器(5)的質(zhì)心重合。
2.—種權(quán)利要求1所述磁懸浮分子泵的控制方法，其特征在于包括 ①所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生平動，由第一徑向磁軸承(6) 抑制所述轉(zhuǎn)子的平動； ②所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響， 所述轉(zhuǎn)子圍繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心(2)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，由第二徑向磁軸承(9)抑制所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動； ③所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子同時產(chǎn)生了平動和圍繞所述轉(zhuǎn)子質(zhì)心(2)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，由所述第一徑向磁軸承(6)抑制所述轉(zhuǎn)子的平動，由所述第二徑向磁軸承(9)抑制所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動； ④所述磁懸浮分子泵運(yùn)行過程中，若所述轉(zhuǎn)子受擾動力影響，所述轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向運(yùn)動，由第一軸向磁軸承(13)和/或第二軸向磁軸承(15 )抑制所述轉(zhuǎn)子的軸向運(yùn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于所述方法③是所述第一徑向傳感器 (5)僅能檢測到轉(zhuǎn)子平動信號，所述第二徑向傳感器(10)同時檢測到轉(zhuǎn)子平動信號和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號的混合信號，用所述第二徑向傳感器(10)檢測到的混合信號減去所述第一徑向傳感器(5)檢測到的轉(zhuǎn)子平動信號，以濾除所述第二徑向傳感器(10)測得的轉(zhuǎn)子平動信號， 只保留所述第二徑向傳感器(10)測得的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動信號，使得所述轉(zhuǎn)子的平動由所述第一徑向磁軸承(6)抑制，所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動由所述第二徑向磁軸承(9)抑制。
4.一種權(quán)利要求1所述磁懸浮分子泵的制造方法，其特征在于包括通過改變轉(zhuǎn)子軸 (7)的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，或者改變?nèi)~輪(1)的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量分布，以使轉(zhuǎn)子質(zhì)心(2)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸(7)的軸線上并與第一徑向傳感器(5)的質(zhì)心重合。
全文摘要
一種磁懸浮分子泵及其控制方法、制造方法，所述磁懸浮分子泵包括泵體和設(shè)置在所述泵體內(nèi)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、第二徑向磁軸承、第一軸向磁軸承和第二軸向磁軸承；所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子軸和與所述轉(zhuǎn)子軸固定的葉輪；所述轉(zhuǎn)子軸的中部依此間隔地套設(shè)有所述第一徑向磁軸承和所述第二徑向磁軸承；常態(tài)下，轉(zhuǎn)子質(zhì)心設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子軸的軸線上并與所述第一徑向傳感器的質(zhì)心重合。本發(fā)明提供的磁懸浮分子泵基本實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的平動和轉(zhuǎn)動兩種運(yùn)動相互解耦，可分別對上述兩種運(yùn)動進(jìn)行調(diào)整控制，從而簡化了控制過程，降低了控制難度、提高了磁懸浮分子泵系統(tǒng)控制效率和穩(wěn)定性。
文檔編號F04D27/00GK102242722SQ20111016763
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者張剴, 張小章, 李奇志, 武涵, 鄒蒙 申請人:北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)