磁悬浮轴承系统及其停机控制方法、装置和电器设备与流程

本发明涉及电器设备，尤其涉及一种磁悬浮轴承系统的停机控制方法、一种控制器、一种磁悬浮轴承系统的停机控制装置、一种磁悬浮轴承系统和一种电器设备。

背景技术：

1、磁悬浮轴承系统是一种利用可控的非接触电磁力将转轴稳定悬浮于空间某一位置，使转轴与定子之间无机械接触的机电一体化产品，该类轴承具有高转速、低噪声等一系列优点。磁悬浮轴承系统中还包含一套磁悬浮轴承系统保护轴承，其主要目的是在磁轴承失效时在径向和轴向临时支撑高速旋转的转轴，保护磁悬浮转轴和轴承装备不受损坏。由于磁悬浮转轴的转速一般都很高，当转轴在旋转时落在保护轴承上会产生很大的振动和冲击。

2、相关技术中，一般采用接收到停机指令后计时一段时间后进行停浮，停浮后转轴落在保护轴承的最下端。但是，这种控制方法的延时时间太长，如果此时磁悬浮轴承系统处于异常停机状态，例如轴承线圈过流保护，延时时间太长，不能及时停机，易造成轴承控制器损坏。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种磁悬浮轴承系统的停机控制方法，可以保障磁悬浮轴承系统在故障状态下或异常保护状态下及时停浮，从而可以避免因为停浮不及时而对轴承控制器造成的损坏。

2、本发明的第二个目的在于提出一种控制器。

3、本发明的第三个目的在于提出一种磁悬浮轴承系统的停机控制装置。

4、本发明的第四个目的在于提出一种磁悬浮轴承系统。

5、本发明的第五个目的在于提出一种电器设备。

6、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种磁悬浮轴承系统的停机控制方法，所述系统包括转轴、环绕所述转轴设置的前径向磁轴承、后径向磁轴承和轴向轴承、以及环绕所述转轴且设于所述前径向磁轴承和所述后径向磁轴承内侧的保护轴承，所述方法包括：响应于所述转轴的停浮指令，判断所述转轴是否存在急停故障；在所述系统存在急停故障时，直接控制所述前径向磁轴承、所述后径向磁轴承和所述轴向轴承停止输出电磁力，以使所述转轴落在所述保护轴承上；在所述系统未存在急停故障时，获取所述转轴的悬浮精度，根据所述悬浮精度控制所述前径向磁轴承、所述后径向磁轴承和所述轴向轴承停止输出电磁力，以使所述转轴落在所述保护轴承上。

7、根据本发明实施例的磁悬浮轴承系统的停机控制方法，首先响应于转轴的停浮指令，并判断转轴是否存在急停故障；在系统存在急停故障时，直接控制前径向磁轴承、后径向磁轴承和轴向轴承停止输出电磁力，以使转轴落在保护轴承上；在系统未存在急停故障时，获取转轴的悬浮精度，根据悬浮精度控制前径向磁轴承、后径向磁轴承和轴向轴承停止输出电磁力，以使转轴落在保护轴承上。由此，该方法既可以保障磁悬浮轴承系统在故障状态下或异常保护状态下及时停浮，从而可以避免因为停浮不及时而对轴承控制器造成的损坏；也可以保证在转轴完全停止旋转后进行停浮，从而可以避免出现转轴在高速旋转时落轴的情况，能够减少转轴对保护轴承的损坏，并能够提高磁悬浮轴承系统工作的可靠性。

8、另外，根据本发明上述实施例的磁悬浮轴承系统的停机控制方法，还可以具有如下的附加技术特征：

9、根据本发明的一个实施例，所述获取所述转轴的悬浮精度，包括：对所述转轴相对于中心参考位置的位移进行检测，得到与所述位移对应的位移电压；基于所述位移电压、所述中心参考位置对应的参考电压、用于检测所述位移的位移传感器的灵敏度，计算得到所述转轴的悬浮精度。

10、根据本发明的一个实施例，所述基于所述位移电压、所述中心参考位置对应的参考电压、用于检测所述位移的位移传感器的灵敏度，计算得到所述转轴的悬浮精度，包括：获取所述参考电压与所述位移电压之间的电压差值；获取所述电压差值与所述灵敏度的比值，得到所述转轴的悬浮精度。

11、根据本发明的一个实施例，所述转轴的悬浮精度包括与所述前径向磁轴承对应的前x和y方向自由度悬浮精度、与所述后径向磁轴承对应的后x和y方向自由度悬浮精度、以及与所述轴向轴承对应的z方向自由度悬浮精度，所述根据所述悬浮精度控制所述前径向磁轴承、所述后径向磁轴承和所述轴向轴承停止输出电磁力，包括：在所述前x和y方向自由度悬浮精度、所述后x和y方向自由度悬浮精度和所述z方向自由度悬浮精度均小于预设悬浮精度阈值时，开始计时；在计时时间达到预设时间阈值时，控制所述前径向磁轴承、所述后径向磁轴承和所述轴向轴承停止输出电磁力。

12、根据本发明的一个实施例，所述预设悬浮精度阈值小于所述转轴旋转悬浮时对应的悬浮精度。

13、根据本发明的一个实施例，所述预设悬浮精度阈值小于等于(5%~10%)*y，其中，y为标定状态下所述保护轴承内壁与所述转轴外表面之间的间隙。

14、根据本发明的一个实施例，所述预设时间阈值大于所述转轴在10%*y间隙内的持续时间，其中，y为标定状态下所述保护轴承内壁与所述转轴外表面之间的间隙。

15、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种控制器，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时，实现上述的磁悬浮轴承系统的停机控制方法。

16、根据本发明实施例的控制器，通过上述的磁悬浮轴承系统的停机控制方法，既可以保障磁悬浮轴承系统在故障状态下或异常保护状态下及时停浮，从而可以避免因为停浮不及时而对轴承控制器造成的损坏，也可以保证在转轴完全停止旋转后进行停浮，从而可以避免出现转轴在高速旋转时落轴的情况，能够减少转轴对保护轴承的损坏，并能够提高磁悬浮轴承系统工作的可靠性。

17、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种磁悬浮轴承系统的停机控制装置，所述系统包括转轴、环绕所述转轴设置的前径向磁轴承、后径向磁轴承和轴向轴承、以及环绕所述转轴且设于所述前径向磁轴承和所述后径向磁轴承内侧的保护轴承，所述装置包括：判断模块，用于响应于所述转轴的停浮指令，判断所述转轴是否存在急停故障；获取模块，用于获取所述转轴的悬浮精度；控制模块，用于在所述系统存在急停故障时，直接控制所述前径向磁轴承、所述后径向磁轴承和所述轴向轴承停止输出电磁力，以使所述转轴落在所述保护轴承上，以及在所述系统未存在急停故障时，根据所述悬浮精度控制所述前径向磁轴承、所述后径向磁轴承和所述轴向轴承停止输出电磁力，以使所述转轴落在所述保护轴承上。

18、根据本发明实施例的磁悬浮轴承系统的停机控制装置，通过判断模块响应于转轴的停浮指令，判断转轴是否存在急停故障；通过获取模块获取转轴的悬浮精度；通过控制模块在系统存在急停故障时，直接控制前径向磁轴承、后径向磁轴承和轴向轴承停止输出电磁力，以使转轴落在保护轴承上，以及在系统未存在急停故障时，根据悬浮精度控制前径向磁轴承、后径向磁轴承和轴向轴承停止输出电磁力，以使转轴落在保护轴承上。由此，该装置既可以保障磁悬浮轴承系统在故障状态下或异常保护状态下及时停浮，从而可以避免因为停浮不及时而对轴承控制器造成的损坏；也可以保证在转轴完全停止旋转后进行停浮，从而可以避免出现转轴在高速旋转时落轴的情况，能够减少转轴对保护轴承的损坏，并能够提高磁悬浮轴承系统工作的可靠性。

19、为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种磁悬浮轴承系统，包括上述的控制器，或者上述的磁悬浮轴承系统的停机控制装置。

20、根据本发明实施例的磁悬浮轴承系统，通过上述的控制器或者磁悬浮轴承系统的停机控制装置，既可以保障磁悬浮轴承系统在故障状态下或异常保护状态下及时停浮，从而可以避免因为停浮不及时而对轴承控制器造成的损坏，也可以保证在转轴完全停止旋转后进行停浮，从而可以避免出现转轴在高速旋转时落轴的情况，能够减少转轴对保护轴承的损坏，并能够提高磁悬浮轴承系统工作的可靠性。

21、为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种电器设备，包括上述的磁悬浮轴承系统。

22、根据本发明实施例的电器设备，通过上述的磁悬浮轴承系统，既可以保障磁悬浮轴承系统在故障状态下或异常保护状态下及时停浮，从而可以避免因为停浮不及时而对轴承控制器造成的损坏，也可以保证在转轴完全停止旋转后进行停浮，从而可以避免出现转轴在高速旋转时落轴的情况，能够减少转轴对保护轴承的损坏，并能够提高磁悬浮轴承系统工作的可靠性。

23、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。