從而使轉子系統(tǒng)達到動平衡，實現(xiàn)轉子系統(tǒng)的在線動平衡。
[0082]本發(fā)明利用位移傳感器監(jiān)測電磁主軸7運行過程中的軸心軌跡情況，設計了一項預警技術，可以分子栗在將要發(fā)生故障時及時作出保護措施，避免分子栗及配套設備的損壞。具體方法是基于LabVIEW軟件自帶的虛擬儀器開發(fā)了基于PXI技術的二維軸心軌跡測量系統(tǒng)，實時顯示電磁主軸7的軸心軌跡。其中測量系統(tǒng)包括軟件自帶的采集算法和內置于分子栗內的電感式或電渦流式位移傳感器，傳感器的安裝方法是在轉子同一橫截面上安裝兩個相互垂直的傳感器來測取位移信號，定義為X、Y方向，將獲取的位移信號的瞬時幅值，作為平面X-Y坐標系上(x，y)坐標點，隨著轉子的運行，這些點構成了實時的軸心軌跡。本發(fā)明分別在磁懸浮轉子的上下兩端安裝了位移傳感器，通過檢測這上下兩個端面實時監(jiān)控分子栗的運行情況。
[0083]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本發(fā)明專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護范圍內。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種磁懸浮復合分子栗，其特征是:包括栗殼、葉輪、隔環(huán)、靜片、牽引級定子、永磁高速電機、上保護軸承、下保護軸承、五自由度磁懸浮軸承和控制器，所述的控制器通過信號接頭與磁懸浮復合分子栗連接，所述的五自由度磁懸浮軸承由電磁主軸、上徑向磁力軸承、下徑向磁力軸承、上軸向磁力軸承、下軸向磁力軸承、上徑向傳感器、下徑向傳感器、軸向傳感器、推力盤組成，所述上徑向磁力軸承、下徑向磁力軸承、上軸向磁力軸承、下軸向磁力軸承、上徑向傳感器、下徑向傳感器、永磁高速電機由定轉子部件組成，轉子部件組合成電磁主軸，定子組件設置在電磁主軸外圍，軸向傳感器設置在推力盤的下方，隔環(huán)設置在葉輪與栗殼之間。2.根據(jù)權利要求1所述的磁懸浮復合分子栗，其特征是:所述的永磁高速電機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；電機轉子由永磁片通過高強度膠水粘貼到電磁主軸上并通過合金或碳纖維護套固定制成。3.根據(jù)權利要求1所述的磁懸浮復合分子栗，其特征是:所述的上徑向磁力軸承、下徑向磁力軸承、上軸向磁力軸承、下軸向磁力軸承分別由定子和轉子組成，上徑向磁力軸承、下徑向磁力軸承的定子采用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，轉子由多片環(huán)形硅鋼片疊壓成型;上軸向磁力軸承、下軸向磁力軸承的定子采用空心導磁鐵芯和勵磁線圈組成，轉子由實心導磁圓盤制成。4.根據(jù)權利要求1所述的磁懸浮復合分子栗，其特征是:所述的上徑向傳感器、下徑向傳感器和軸向傳感器分別采用電感式或電渦流式位移傳感器。5.根據(jù)權利要求1所述的磁懸浮復合分子栗，其特征是:所述的葉輪采用整體式設計，選用高強度合金材料通過多軸加工中心一次銑削成型；其葉片采用變截面設計，所述的葉輪上端面上設置有呈圓周均勻分布的螺釘孔，用于調節(jié)轉子系統(tǒng)質量的不平衡分布。6.根據(jù)權利要求1所述的磁懸浮復合分子栗，其特征是:還包括設置于霍爾永磁高速電機定子邊緣的循環(huán)水隔環(huán)、設置于牽引級定子上的出氣口法蘭、設置于牽引級定子基座上的保護氣體法蘭。7.根據(jù)權利要求1所述的磁懸浮復合分子栗，其特征是:所述的控制器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，包含A/D和D/A轉化電路； 控制算法模塊，采用集中反饋控制算法，以DSP為平臺，設有分別與轉子系統(tǒng)并連的陷濾波電路、基于電感式或電渦流式位移傳感器，和與電磁主軸并聯(lián)的信號測量電路，位移傳感器用于實時測量轉子系統(tǒng)位置，陷濾波電路用于消除同頻電流，信號測量電路用于提取轉子系統(tǒng)的電流同頻成分;所述位移傳感器指上徑向傳感器、下徑向傳感器和軸向傳感器； 數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字濾波模塊，分別設有數(shù)據(jù)采集電路和三個數(shù)字濾波器，分別用于合成上X/Y向軸心軌跡圖、下X/Y向軸心軌跡圖和Z向軸心軌跡圖，實時監(jiān)測和記錄分子栗運行軌跡，當運行軌跡超出預設的邊界時，發(fā)出故障警報，實現(xiàn)在線高速動平衡； PWM輸出控制模塊，包括串聯(lián)的5組運算放大電路和比較電路； 初始化模塊，用于對定子系統(tǒng)和轉子系統(tǒng)位置進行初始化。8.根據(jù)權利要求7所述的磁懸浮復合分子栗，其特征是:所述的控制器的控制過程如下: 51.對轉子系統(tǒng)不平衡振動自動調節(jié): 511.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的相位、離心力等參變量； 512.在額定轉速(20000—IOOOOOrpm)下通過陷濾波電路消除同頻電流； 52.對轉子系統(tǒng)的在線高速動平衡的調節(jié): 521.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速下測試，隨著不平衡量的減小，逐漸將測試轉速升到接近額定轉速(20000—10000rpm); 522.在額定轉速下，采集轉子系統(tǒng)的不平衡情況，包括不平衡量的大小和相位: 5221.位移傳感器采集電壓信號； 5222.A/D轉化電路將電壓信號轉化為位移信號回傳給位移傳感器； 5223.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； 5224.通過MATLAB軟件記錄不試重和試重情況下轉子系統(tǒng)的不平衡情況算出轉子系統(tǒng)的不平衡情況，并根據(jù)不平衡情況進行校正； 所述轉子系統(tǒng)包括:葉輪和電磁主軸，其中電磁主軸包括上、下徑向軸承轉子組件，上、下徑向傳感器轉子組件，永磁電機轉子組件，止推盤和鎖緊螺母。9.根據(jù)權利要求8所述的磁懸浮復合分子栗，其特征是:所述的試重實驗的次數(shù)為2至1次。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁懸浮復合分子泵。該裝置包括泵殼、葉輪、隔環(huán)、靜片、牽引級定子、永磁高速電機、上保護軸承、下保護軸承、五自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)、控制器。本發(fā)明采用渦輪級和牽引級復合設計，具有很寬的壓力范圍(10-6至1Pa)、較大的抽速、較高的壓縮比和很高的極限真空度，滿足高真空、超高真空應用行業(yè)的使用需求。同時采用五自由度磁懸浮軸承，不存在機械接觸，可以達到很高轉速，具有無機械磨損、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污等優(yōu)點。
【IPC分類】F04D19/04, F04D27/00, F04D29/058, F04D29/66
【公開號】CN105526180
【申請?zhí)枴緾N201610064626
【發(fā)明人】項海銘, 洪申平, 沙宏磊, 俞天野
【申請人】天津飛旋科技研發(fā)有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月29日