[0020]其優(yōu)點在于，通過控制器可以完成分子栗在運行過程中的平衡調(diào)節(jié)和及時對反饋信息作出反應。
[0021 ]作為優(yōu)選，控制器的控制過程如下:
[0022]S1.對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡振動自動調(diào)節(jié):
[0023]Sll.當電磁主軸處于靜態(tài)懸浮狀態(tài)時，通過信號測量電路分別提取上、下徑向磁力軸承和上、下軸軸向磁力軸承控制電流的同頻成分，并分別計算各磁力軸承磁中心偏移相關(guān)的相位、離心力等參變量；
[0024]S12.在設計轉(zhuǎn)速(20000—10000rpm)下通過陷濾波電路消除同頻電流；
[0025]S2.對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的在線高速動平衡的調(diào)節(jié):
[0026]S21.在葉輪上選擇兩個平面進行試重實驗，在不平衡量比較大的時候選擇在較低轉(zhuǎn)速下測試，隨著不平衡量的減小，逐漸將測試轉(zhuǎn)速升到接近額定轉(zhuǎn)速(20000 —10000rpm)；
[0027]S22.在額定轉(zhuǎn)速下，采集轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡情況，包括不平衡量的大小和相位:
[0028]S221.位移傳感器采集電壓信號；
[0029]S222.A/D轉(zhuǎn)化電路將電壓信號轉(zhuǎn)化為位移信號回傳給位移傳感器；
[0030]S223.通過陷濾波電路對位移信號進行濾波處理，并將處理后的信號傳給控制器；
[0031]S224.通過MATLAB軟件記錄不試重和試重情況下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡情況算出轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡情況，并根據(jù)不平衡情況進行校正；
[0032]上述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括::葉輪和電磁主軸，其中電磁主軸包括上、下徑向軸承轉(zhuǎn)子組件，上、下徑向傳感器轉(zhuǎn)子組件，永磁電機轉(zhuǎn)子組件，止推盤和鎖緊螺母。
[0033]作為優(yōu)選，試重實驗的次數(shù)為2至10次。其優(yōu)點在于，試重實驗次數(shù)太少，校正效果不好;太多則過多增加系統(tǒng)開銷。
[0034]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點及效果:
[0035]1、由于本發(fā)明采用渦輪級和牽引級復合設計，能夠?qū)崿F(xiàn)較好的真空環(huán)境；同時軸承采用磁懸浮軸承，降低了噪音，延長了軸承的使用壽命，克服了傳統(tǒng)機械軸承難以達到高轉(zhuǎn)速的缺點，也避免了潤滑油的使用，降低了成本，也提高了產(chǎn)品的品質(zhì)。同時由于分子栗運行時，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)始終處于定子系統(tǒng)的幾何中心，可以實現(xiàn)任意角度安裝而不影響使用壽命，解決了采用傳統(tǒng)機械軸承只能垂直或水平方向安裝的缺陷。
[0036]2、由于本發(fā)明在葉輪上設有螺釘孔，也設有控制器，以完成轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在線高速動平衡，從而避免了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在高轉(zhuǎn)速下由于質(zhì)量不均勻?qū)е碌霓D(zhuǎn)子擺動較大，分子栗振動噪聲相對較大、平均無故障工作周期短。
[0037]3、由于本發(fā)明電氣控制部分將磁懸浮軸承控制系統(tǒng)和電機控制系統(tǒng)集成到一體，簡化了電氣控制設計，節(jié)約了電子器件同時縮小了控制器的體積，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。
[0038]4、由于本發(fā)明的永磁高速電機控制模塊與五自由度磁懸浮軸承控制模塊一體化設計，簡化了控制系統(tǒng)。永磁高速電機受雙向可控電機驅(qū)動電路控制，既可以作為電動機也可以作為發(fā)電機，實現(xiàn)了分子栗超高速運轉(zhuǎn)，同時在外接電源斷電時，能夠?qū)崿F(xiàn)自發(fā)電供電給磁軸承使用，維持磁軸承的正常工作。
【附圖說明】
[0039]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0040]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖2為本發(fā)明的五自由度磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖3為本發(fā)明葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖4為本發(fā)明磁軸承主程序結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖5為本發(fā)明自動平衡控制框圖。
[0045]標號說明:
[0046]1、栗殼2、葉輪3、隔環(huán)4、靜片5、牽引級定子6、永磁高速電機7、電磁主軸8、循環(huán)水隔環(huán)9、信號接頭10、上保護軸承11、上徑向傳感器12、上徑向磁力軸承13、下徑向磁力軸承14、下徑向傳感器15、出氣口法蘭16、保護氣體法蘭17、上軸向磁力軸承18、下軸向磁力軸承19、下保護軸承20、軸向傳感器21、推力盤22、控制器23、螺釘孔
【具體實施方式】
[0047]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0048]實施例1:如圖1所示，本實施例由栗殼1、葉輪2、隔環(huán)3、靜片4、牽引級定子5、永磁高速電機6、循環(huán)水隔環(huán)8、出氣口法蘭15、保護氣體法蘭16、上保護軸承10、下保護軸承19、五自由度磁懸浮軸承、上徑向傳感器11、下徑向傳感器14和軸向傳感器20、推力盤21和控制器22組成。
[0049]軸向傳感器20設置在推力盤21的下方，隔環(huán)3設置在葉輪2與栗殼I之間。循環(huán)水隔環(huán)8設置于永磁高速電機6定子邊緣，出氣口法蘭15設置于牽引級定子5上，保護氣體法蘭16設置于牽引級定子5基座上。
[0050]控制器22通過信號接頭9與磁懸浮復合分子栗連接，上徑向磁力軸承12、下徑向磁力軸承13、上軸向磁力軸承17、下軸向磁力軸承18、上徑向傳感器11、下徑向傳感器14、永磁高速電機6和推力盤21分別設置在電磁主軸7外圍。
[0051]在本實施例中，永磁高速電機6為霍爾永磁高速電機，電機定子鐵芯采用多片厚度為0.15-0.5mm的娃鋼片疊壓成型，采用6磁極、12磁極或24磁極，磁極形狀為馬蹄形，在鐵芯上纏繞線包制成；電機轉(zhuǎn)子由永磁片通過高強度膠水粘貼到電磁主軸7上并通過合金或碳纖維護套固定制成。
[0052]五自由度磁懸浮軸承由電磁主軸7、上徑向磁力軸承12、下徑向磁力軸承13、上軸向磁力軸承17、下軸向磁力軸承18、上徑向傳感器11、下徑向傳感器14、軸向傳感器20和推力盤21組成，上徑向磁力軸承12、下徑向磁力軸承13、上軸向磁力軸承17、下軸向磁力軸承18、上徑向傳感器11、下徑向傳感器14、軸向傳感器20分別由定子和轉(zhuǎn)子組成，上徑向磁力軸承12、下徑向磁力軸承13的定子采用8磁極或16磁極，由多片0.15-0.5mm厚娃鋼片疊壓成型，在磁極上繞制線圈制成，上徑向磁力軸承12、下徑向磁力軸承13的轉(zhuǎn)子由多片環(huán)形硅鋼片疊壓成型；上軸向磁力軸承17、下軸向磁力軸承18的定子采用空心導磁鐵芯和勵磁線圈組成，上軸向磁力軸承17、下軸向磁力軸承18的轉(zhuǎn)子由實心導磁圓盤制成。
[0053]在本實施例中，上徑向傳感器11、下徑向傳感器14和軸向傳感器20分別采用電感式或電渦流式位移傳感器。
[0054]控制器22包括磁懸浮軸承控制模塊和永磁高速電機控制模塊，具體包括通信模塊、控制算法模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字濾波模塊、PWM輸出控制模塊和初始化模塊。