一种磁悬浮离心鼓风机防喘振控制方法与流程

本发明属于鼓风机领域，尤其是涉及一种磁悬浮离心鼓风机防喘振控制方法。

背景技术：

目前对离心鼓风机进行防喘振控制时，通用的做法是采集离心鼓风机的气动参数，如进出压力、温度、流量等，经过一些控制算法，如定极限控制算法、可变极限算法、模糊控制算法等，从而推算出离心鼓风机的喘振区域，达到防喘振的目的。这些控制方法，不仅需要多个压力、温度等传感器进行数据采集，更需要建立合适的控制算法；而传感器越多，传感器故障的几率就越大，依托传感器所采集的气动参数所建立的防喘振控制系统，其可靠性就越低。另一方面，简单的控制算法，通常都不能精确计算离心鼓风机的喘振区域，在实际应用中，为保证鼓风机的可靠运行，必须设置较大的防喘裕度。因而，鼓风机的实际可运行区域就会变小，如离心鼓风机的可工作流量或升压范围变窄等；一些能精确计算离心风机喘振区域的控制算法，通常都比较复杂。因此，研发一种新的磁悬浮离心鼓风机防喘振控制方法是个亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种磁悬浮离心鼓风机防喘振控制方法，可以简便、高效、准确的对鼓风机进行防喘振控制。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种磁悬浮离心鼓风机防喘振控制方法，其过程如下：

一、在磁悬浮离心鼓风机的径向轴承内安装有径向位移传感器，在磁悬浮离心鼓风机的轴向轴承内安装有轴向位移传感器；

二、鼓风机运行时，由径向位移传感器和轴向位移传感器检测转子悬浮状态，通过磁悬浮控制器控制前径向轴承、后径向轴承及轴向轴承实现转子悬浮；

三、磁悬浮鼓风机正常运行时，轴向位移传感器检测到的相对轴向位移信号几乎为零，即表明转子发生的轴向位移很小，而在磁悬浮鼓风机发生喘振或接近喘振时，相对轴向位移信号发生较大幅度的波动。这是因为，磁悬浮鼓风机发生喘振时，叶轮受到压缩前后空气的反作用力，该力使叶轮在轴向方向前轴窜动，从而使整个转子与轴向位移传感器的相对位移发生大幅度的波动。因此，采用可编程控制器通过轴向位移传感器采集磁悬浮鼓风机转子的轴向位移信号，将轴向位移传感器采集到的轴向位移信号值与设定的轴向位移的控制值进行对比，实现防喘振控制。

进一步的，具体的防喘振控制为：设定轴向位移传感器采集到的轴向位移信号值为x，a、b为轴向位移的控制值，因鼓风机型号的不同其设定数值不同；

1)当x＜a时，鼓风机正常运行，不作防喘控制；

2)当a≤x≤b时，鼓风机进入防喘振控制模式，进行升速或打开放空阀；

3)当x＞b时，判断鼓风机发生喘振，鼓风机立即自由停机，并打开放空阀。

进一步的，所述a的数值为0.15mm～0.4mm。

进一步的，所述b的数值为0.4mm～1mm。

相对于现有技术，本发明所述的磁悬浮离心鼓风机防喘振控制方法具有以下优势：采用轴向位移传感器采集轴向位移信号值，通过设定的轴向位移控制值与采集到的轴向位移信号值进行对比，判断磁悬浮离心鼓风机是否发生喘振，并做对应的处理；本控制方法非常简洁易懂，可以简便、高效、准确的对鼓风机进行防喘振控制。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例径向位移传感器、轴向位移传感器的安装示意图；

图2为本发明实施例的轴向相对位移波形图；

图3为本发明实施例的防喘振控制流程示意图。

附图标记说明：

1-叶轮；2-前径向轴承；3-定子；4-转子；5-径向位移传感器；6-后径向轴承；7-轴向位移传感器；8-轴向轴承。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种磁悬浮离心鼓风机防喘振控制方法，其过程如下：

一、如图1所示，磁悬浮离心鼓风机包括风机叶轮1、前径向轴承2、定子3、转子4、后径向轴承6、轴向轴承8等部件，所述轴承均为磁轴承。在磁悬浮离心鼓风机的径向轴承内安装有径向位移传感器5，在磁悬浮离心鼓风机的轴向轴承内安装有轴向位移传感器7。

二、鼓风机运行时，由径向位移传感器5和轴向位移传感器7检测转子4悬浮状态，通过磁悬浮控制器控制前径向轴承2、后径向轴承6及轴向轴承8实现转子悬浮。

三、磁悬浮鼓风机正常运行时，轴向位移传感器7检测到的相对轴向位移信号几乎为零，即表明转子发生的轴向位移很小，而在磁悬浮鼓风机发生喘振或接近喘振时，相对轴向位移信号发生较大幅度的波动。这是因为，磁悬浮鼓风机发生喘振时，叶轮1受到压缩前后空气的反作用力，该力使叶轮1在轴向方向前轴窜动，从而使整个转子4与轴向位移传感器7的相对位移发生大幅度的波动。因此，采用可编程控制器通过轴向位移传感器7采集磁悬浮鼓风机转子4的轴向位移信号，实现防喘振控制。

具体的防喘振控制为：设定轴向位移传感器7采集到的轴向位移信号值为x，a、b为轴向位移的控制值，因鼓风机型号的不同其设定数值不同。

1)当x＜a时，鼓风机正常运行，不作防喘控制。

2)当a≤x≤b时，鼓风机进入防喘振控制模式，进行升速或打开放空阀。

3)当x＞b时，判断鼓风机发生喘振，鼓风机立即自由停机，并打开放空阀。

采用上述方法是因为：轴向位移传感器检测的位移信号在-1～1mm之间，变送为-5～5v的电压信号，正常运行时，该位移值在±0.15之间波动，当接近喘振时，因轴向波动加大，该位移值为正负0.4之间周期性波动，当发生喘振时，该值的波动会更大，峰值甚至达到1mm，这时就基本是破坏性的喘振。

本方法采用轴向位移传感器采集轴向位移信号值，通过设定的轴向位移控制值与采集到的轴向位移信号值进行对比，判断磁悬浮离心鼓风机是否发生喘振，并做对应的处理；操作非常简洁易懂，可以简便、高效、准确的对鼓风机进行防喘振控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供磁悬浮离心鼓风机防喘振控制方法，其过程如下：一、在鼓风机的径向轴承内安装有径向位移传感器，轴向轴承内安装有轴向位移传感器；二、鼓风机运行时，由径向位移传感器和轴向位移传感器检测转子悬浮状态；三、磁悬浮鼓风机正常运行时，轴向位移传感器检测到的相对轴向位移信号为零，表明转子发生的轴向位移很小，在磁悬浮鼓风机发生喘振或接近喘振时，相对轴向位移信号发生较大幅度的波动，采用可编程控制器通过轴向位移传感器采集磁悬浮鼓风机转子的轴向位移信号，将轴向位移传感器采集到的轴向位移信号值与设定的轴向位移的控制值进行对比，实现防喘振控制。本控制方法非常简洁易懂，可以简便、高效、准确的对鼓风机进行防喘振控制。

技术研发人员：王向荣;沙宏磊;张志华;俞天野;何毅;孙吉松;潘少杰;孟翠;沙佩亮;闫海燕
受保护的技术使用者：亿昇（天津）科技有限公司
技术研发日：2017.09.26
技术公布日：2018.01.23