一种磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法与流程

1.本发明涉及压缩机领域，具体涉及一种磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法。


背景技术：

2.现在市场上的压缩机基本都是活塞往复式压缩机，这种传统压缩机的基本原理是以旋转出力工况的感应电机为动力，通过电机带动往复机构从而带动活塞或双螺旋结构对气体进行压缩做功，原理上都属于电磁能先转为旋转的机械能，再通过曲轴连杆变成往复的动能带动活塞做功，这种结构的特点是成熟、原理简单，但缺点在于不具备精细的电源管理，包括采用永磁同步电机及变频线路，因为感应电机的只控制开关功能，而用变频控制的则只是宏观地控制功率与温度对应曲线调整转速，而变频器无珐控制电机在每一个压缩周期的相应电流瞬间变化，所以该种类控制架构的定性为粗扩控制，特别是活塞快要到达极点位置时还是输出电流到电机的线圈，这不利于省电，暂时业界也没更好的办法。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何从更高级的精细控制方案提高压缩机的能效利用从而达到最省电的目的，具体技术方案如下：
4.一种磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法，包括以下步骤，
5.①
活塞从初始位置开始运动，活塞连接动子，动子活动套装在定子的强磁铁内，光栅尺检测动子位置；
6.②
压电陶瓷传感器检测活塞腔内压力值；
7.③
光栅尺、副线圈、压电陶瓷传感器分别将检测数据输送到mcu控制器，mcu控制器根据检测数据控制动子的线圈绕组的输入电流大小实现动态闭环控制活塞运动。
8.作为本发明的一种优选方案，副线圈或压电陶瓷传感器检测数据经a/d转换采集供给mcu控制器，mcu控制器实时计算出与活塞位置相应之适合pwm占空比高频方波输出电流。
9.作为本发明的一种优选方案，在不同的气压条件下活塞准备到达上下行极点位置时，mcu控制器控制输入电流为0a，活塞依靠计算惯量智能地到达上下行极点，实现活塞软着陆。
10.作为本发明的一种优选方案，强磁铁有两组且磁极方向相同。
11.作为本发明的一种优选方案，采用ai算法进行运行参数收集、历史最优工作曲线评分、极端工况阀值自建、压力一流量的最隹频率自定意等功能。
12.有益效果：本发明磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法的mcu控制器基于光栅尺、副线圈.压电陶瓷传感器的检测数据来作微工况的占空比电流瞬间调整，从而控制功率实现在不同的气压环境下活塞软着陆至端极点位置，达到高效利用电能且省电。
附图说明
13.图1是本发明的结构示意图；
14.图2是本发明磁悬浮直线压缩机与现有感应式压缩机的对照示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明：
16.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
17.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
18.如图1和2所示，一种磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法，包括以下步骤，
①
活塞1从初始位置开始运动，活塞1连接动子2，动子2活动套装在定子3的强磁铁内，光栅尺5检测动子2位置；
19.②
压电陶瓷传感器6检测活塞腔7内压力值；
20.③
光栅尺5、副线圈8、压电陶瓷传感器6分别将检测数据输送到mcu控制器，mcu控制器根据检测数据控制动子的线圈绕组9的输入电流大小来实现控制活塞动态运动软着陆。
21.具体做法是活塞从初始位置开始运动，活塞连接动子，动子活动套装在定子的强磁铁内，光栅尺或副线圈检测动子位置、加速度，以提供给mcu，而mcu则通过实时的参数用ai算法先与库内作优化比较，得出最优百分比基值，然后合并最新值输出每一个行程小段之适合的占空比电流，并会由pid算法加持算出气压与活塞惯量的预判输出，结果是能做到动子与活塞在不同气压需求下用最合理的电流闭环控制，而活塞也会呈现出磁悬浮状软着陆至两端的极点位置，如此往复工作，而压电陶瓷传感器作为压缩机第二层闭环控制之感应端，它是通过压力变化引起形变导致输出微电压变化检测活塞腔内压力值，以便mcu作比较，输出更精准的控制信号及负责检测气压阀值，决定气压与频率的闭环关系。光栅尺、副线圈，压电陶瓷传感器分别将检测数据输送到mcu控制器，mcu控制器根据检测数据控制动子的线圈绕组的输入电流大小实现活塞软着陆。
22.副线圈或压电陶瓷传感器检测数据经a/d转换采集供给mcu控制器，mcu控制器实时计算出与活塞位置相应之适合pwm占空比高频方波输出电流。
23.在不同的气压条件下活塞准备到达上下行极点位置时，mcu控制器控制输入电流为oa，活塞依靠计算惯量智能地到达上下行极点，实现活塞软着陆。所谓软着陆，指的是活塞准备到达上下行极点位置时(即上行程极限位置、下行程极限位置)，mcu控制器8控制输入电流为0a，活塞1依靠惯性到达上下行极点，实现活塞1软着陆。
24.强磁铁有两组且磁极方向相同，强磁铁固定安装在定子3内部，而线圈绕组9是线
圈绕制而成。采用ai算法进行运行参数收集、历史最优工作曲线评分、极端工况阀值自建、压力一流量的最隹频率自定意等功能。
25.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
①
活塞从初始位置开始运动，活塞连接动子，动子活动套装在定子的强磁铁内，光栅尺或副线圈检测动子位置；
②
压电陶瓷传感器检测活塞腔内压力值；
③
光栅尺、副线圈、压电陶瓷传感器分别将检测数据输送到mcu控制器，mcu控制器根据检测数据控制动子的线圈绕组的输入电流大小实现动态闭环控制活塞运动。2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法，其特征在于：副线圈或压电陶瓷传感器检测数据经a/d转换采集供给mcu控制器，mcu控制器实时计算出与活塞位置相应之适合pwm占空比高频方波输出电流。3.根据权利要求1所述的一种磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法，其特征在于：在不同的气压条件下活塞准备到达上下行极点位置时，mcu控制器控制输入电流为0a，活塞依靠计算惯量智能地到达上下行极点，实现活塞软着陆。4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法，其特征在于：强磁铁有两组且磁极方向相同。5.根据权利要求1所述的一种磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法，其特征在于：采用ai算法进行运行参数收集、历史最优工作曲线评分、极端工况阀值自建、压力一流量的最隹频率自定意等功能。

技术总结
本发明涉及一种磁悬浮活塞式压缩机高效控制方法，包括以下步骤，


技术研发人员：杨卫华 彭捷
受保护的技术使用者：佛山市华镕企业管理有限公司
技术研发日：2022.12.15
技术公布日：2023/3/14