130]此外，如所绘，集成位置传感器56通过使传感器线58包绕两个相邻侧齿102来形成。例如，第一集成位置传感器56A通过使第一传感器线58A包绕用于第一电磁体46A中的第一侧齿102A和用于第四电磁体46D中的第三侧齿102C来形成。就此而言，当正电流流动穿过第一传感器线58A时，第一传感器磁场108生成，其流动穿过第一侧齿102A、穿过传动轴36、穿过第三齿102C，并且回到第一侧齿102A中。类似地，第二集成位置传感器56B通过使第二传感器线58B包绕用于第一电磁体46A中的第二侧齿102B和用于第三电磁体46C中的第四侧齿102D来形成。就此而言，当正电流流动穿过第二传感器线58B时，第二传感器磁场110生成，其流动穿过第四侧齿102D、穿过传动轴36、穿过第二侧齿102B，并且回到第四侧齿102A中。
[0131]使用上文所述的技术，可确定传动轴36关于各个集成位置传感器56的位置，这实现确定传动轴36在主动磁轴承组件38B内的位置。此外，由于集成位置传感器56中的各个偏离电磁体46，故在供应至各个相邻集成位置传感器56的电功率相移180°时，集成位置传感器56在电磁体46中感生电压的可能性可降低。
[0132]在图9中，主动磁轴承组件38C组织成四个电磁体46。在所绘实施例中，电磁体46通过使电磁体线44包绕四个相邻的齿42来形成，其中两个中间齿100比两个侧齿102大。例如，在所绘实施例中，第一电磁体46A通过使第一电磁体线44A包绕第一侧齿102A、第一中间齿100A、第二中间齿100B和第二侧齿102B来形成。以该方式，当电流流动穿过第一电磁体线44A时，第一电磁体磁场104流动穿过第一中间齿100A、穿过传动轴36、穿过第一侧齿102A，并且回到第一中间齿100A中。此外，第二电磁体磁场106流动穿过第二侧齿102B、穿过传动轴36、穿过第二中间齿100B，并且回到第二侧齿102B中。此外，第三电磁体磁场112流动穿过第一中间齿100A、穿过传动轴36、穿过第二中间齿100B，并且回到第一中间齿1002A中。就此而言，第一磁场104、第二磁场106以及第三磁场112沿第一电磁体46A的方向拉动传动轴36。类似地，第二电磁体46B可生成沿第二电磁体46B的方向拉动传动轴36的磁场，第三电磁体46C可生成沿第三电磁体46C的方向拉动传动轴36的磁场，并且第四电磁体46D可生成沿第四电磁体46D的方向拉动传动轴36的磁场。
[0133]类似于主动磁轴承组件38B，如所绘，集成位置传感器56通过使传感器线58包绕两个相邻侧齿102来形成。例如，第一集成位置传感器56A通过使第一传感器线58A包绕用于第一电磁体46A中的第一侧齿102A和用于第四电磁体46D中的第三侧齿102C来形成。就此而言，当正电流流动穿过第一传感器线58A时，第一传感器磁场108生成，其流动穿过第一侧齿102A、穿过传动轴36、穿过第三侧齿102C，并且回到第一侧齿102A中。类似地，第二集成位置传感器68B通过使第二传感器线58B包绕用于第一电磁体46A中的第二侧齿102B和用于第三电磁体46C中的第四侧齿102D来形成。就此而言，当正电流流动穿过第二传感器线58B时，第二传感器磁场110生成，其流动穿过第四侧齿102D、穿过传动轴36、穿过第二侧齿102B，并且回到第四侧齿102A中。
[0134]使用上文所述的技术，可确定传动轴36关于各个集成位置传感器56的位置，这实现确定传动轴36在主动磁轴承组件38C内的位置。此外，由于集成位置传感器56中的各个偏离电磁体56，故在供应至各个相邻集成位置传感器56的电功率相移180°时，集成位置传感器56在电磁体46中感生电压的可能性可降低。
[0135]因此，本公开的技术效果提供了将集成位置传感器设在主动磁轴承组件中以便于确定传动轴在主动磁轴承组件中的位置，从而便于将传动轴保持在期望(例如，中心)位置。更具体而言，传动轴关于集成位置传感器中的各个的位置可至少部分地基于用于集成位置传感器中的传感器线上的电流的幅度来确定。此外，各个电磁体可与偶数数量的集成位置传感器共用齿，并且集成位置传感器可偏离电磁体。以该方式，当供应至各个相邻集成位置传感器的电功率相移180°时，在电磁体中感生电压的可能性可降低。因此，本文中所述的技术可便于将传动轴保持在期望位置，同时还实现减小主动磁轴承组件的轴向长度，提高位置传感器的稳健性、降低制造成本和/或降低构件成本。
[0136]该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种旋转机器系统，包括: 构造成便于传动轴的旋转的主动磁轴承组件，其中所述主动磁轴承组件包括: 定子，其包括构造成沿径向与所述传动轴间隔开的第一齿、第二齿、第三齿和第四齿；第一电磁体，其包括包绕所述第二齿和所述第三齿的第一电磁体线，其中所述第一电磁体构造成生成将朝所述第一电磁体的吸引力施加在所述传动轴上的第一磁场； 第一集成位置传感器，其包括包绕所述第一齿和所述第二齿的第一传感器线，其中所述第一传感器线构造成传送第一电流;以及 第二集成传感器，其包括包绕所述第三齿和所述第四齿的第二传感器线，其中所述第二传感器线构造成传送第二电流；以及 控制器，其构造成至少部分地基于所述第一传感器线和所述第二传感器线的电感变化来确定所述传动轴的当前位置，并且至少部分地基于所述当前位置指示所述第一电磁体调整所述第一磁场的大小。2.根据权利要求1所述的旋转机器系统，其特征在于，所述控制器构造成: 当所述第一电流的幅度小于与期望位置相关联的电流的幅度时，确定所述传动轴的所述当前位置比期望位置更接近所述第一集成位置传感器;并且 当所述第一电流的幅度大于与所述期望位置相关联的所述电流的幅度时，确定所述传动轴的所述当前位置比所述期望位置更远离所述第一集成位置传感器。3.根据权利要求1所述的旋转机器系统，其特征在于，所述控制器构造成通过以下指示所述第一电磁体调整所述第一电磁场的大小: 当所述传动轴的所述当前位置比期望位置更远离所述第一集成位置传感器和所述第二集成位置传感器时，指示电源增大供应至所述第一电磁体线的电流;或者 当所述传动轴的所述当前位置比所述期望位置更接近所述第一集成位置传感器和所述第二集成位置传感器时，指示所述电源减小供应至所述第一电磁体线的电流。4.根据权利要求1所述的旋转机器系统，其特征在于，所述旋转机器系统包括一个或更多个电源，其构造成: 将DC电功率供应至所述第一电磁体； 将第一AC电功率供应至所述第一集成位置传感器；以及 将第二 AC电功率供应至所述第二集成位置传感器， 其中所述第一AC电功率和所述第二AC电功率相移180°。5.根据权利要求1所述的旋转机器系统，其特征在于，所述旋转机器系统包括: 第三集成位置传感器，其包括包绕所述定子的第五齿和第六齿的第三传感器线，其中所述第三传感器线构造成传送第三电流； 第四集成位置传感器，其包括包绕所述定子的第七齿和第八齿的第四传感器线，其中所述第四传感器线构造成传送第四电流； 其中所述控制器构造成: 至少部分地基于所述第一电流的幅度来确定所述传动轴关于所述第一集成位置传感器的位置； 至少部分地基于所述第二电流的幅度来确定所述传动轴关于所述第二集成位置传感器的位置； 至少部分地基于所述第三电流的幅度来确定所述传动轴关于所述第三集成位置传感器的位置;并且 至少部分地基于所述第四电流的幅度来确定所述传动轴关于所述第四集成位置传感器的位置。6.根据权利要求5所述的旋转机器系统，其特征在于，所述旋转机器系统包括: 第二电磁体，其包括包绕所述第四齿和所述第五齿的第二电磁体线，其中所述第二电磁体构造成生成将朝所述第二电磁体的吸引力施加在所述传动轴上的第二磁场；以及 第三电磁体，其包括包绕所述第六齿和所述第七齿的第三电磁体线，其中所述第三电磁体构造成生成将朝所述第三电磁体的吸引力施加在所述传动轴上的第三磁场；以及 第四电磁体，其包括包绕所述第一齿和所述第八齿的第四电磁体线，其中所述第四电磁体构造成生成将朝所述第二电磁体的吸引力施加在所述传动轴上的第四磁场。7.根据权利要求1所述的旋转机器系统，其特征在于，所述第一电磁体包括包绕所述第二齿、所述第三齿和中间齿的所述第一电磁体线，其中所述中间齿在所述第二齿与所述第三齿之间，并且大于所述第三齿和所述第二齿。8.根据权利要求1所述的旋转机器系统，其特征在于，所述第一电磁体包括包绕所述第二齿、所述第三齿、第一中间齿和第二中间齿的所述第一电磁体线，其中所述第一中间齿和所述第二中间齿在所述第二齿与所述第三齿之间，并且大于所述第三齿和所述第二齿。9.根据权利要求1所述的旋转机器系统，其特征在于，所述第一集成位置传感器和所述第二集成位置传感器偏离彼此90°并且偏离所述第一电磁体45°。10.根据权利要求1所述的旋转机器系统，其特征在于，所述第一传感器线构造成在所述第一电磁体线中感生第一电压，并且所述第二传感器线构造成在所述第一电磁体线中感生第二电压，其中所述第一电压和所述第二电压极性相反并且大小相等。
【专利摘要】一个实施例描述了一种旋转机器系统，其包括具有第一齿、第二齿、第三齿和第四齿的定子；第一电磁体，其包括包绕第二齿和第三齿的第一电磁体线并且生成第一磁场以吸引传动轴；第一集成位置传感器，其包括包绕第一齿和第二齿的传送第一电流的第一传感器线；第二集成传感器，其包括包绕第三齿和第四齿的传送第二电流的第二传感器线；以及控制器，其至少部分地基于第一传感器线和第二传感器线的电感变化来确定传动轴的当前位置，并且至少部分地基于当前位置来指示第一电磁体调整第一磁场的大小。
【IPC分类】F16C32/04
【公开号】CN105715673
【申请号】CN201511036295
【发明人】C·伯尔德, M·奥萨马
【申请人】通用电气能源能量变换技术有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月16日
【公告号】CA2913901A1, EP3034898A1, US20160169280