[发明专利]减小磁力轴承系统中转子起浮过程冲击的方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁力轴承系统技术领域，特别是涉及一种减小磁力轴承系统中转子起浮过程冲击的方法。

背景技术

磁力轴承系统是一种无摩擦、不需润滑的轴承系统，适用于某些具有特殊需求的旋转机械，目前磁力轴承的应用已日益广泛。磁力轴承系统工作时，转子受电磁力作用而保持在悬浮状态，与定子组件无接触。磁力轴承本身是不稳定的，因此需要实时地根据转子的位置调节电磁力，才能保证转子稳定地悬浮在工作位置。磁力轴承的电磁力的调节是通过调节轴承电流实现的。当磁力轴承系统未工作时，转子不受电磁力作用，在重力的作用下落于定子组件上。起浮过程为转子从非悬浮状态变化到悬浮状态的过程。传统的磁力轴承控制方法中，一般未专门设计起浮过程控制算法，而是直接采用稳态悬浮的控制程序实现起浮。

在系统正常工作的情况下，控制程序总是根据位置指令量使转子稳定悬浮在设定的位置，当位置指令量变化时，转子也会随着移动到设定的位置。通常，在磁力轴承系统中规定转子在工作位置时位移为0，转子落于定子组件上时位移为-s₀，其中s₀＞0为转子落下位置与工作位置的距离。传统的磁力轴承控制方法中，未专门设计转子起浮控制算法，而直接采用稳态悬浮的控制程序实现起浮，也就是说在起浮过程中的位置指令量始终为0，控制算法力图将转子稳定到位置0处。由于电磁力与磁路气隙呈平方反比关系，而转子在落下状态时上磁力轴承磁路气隙较大，故需较大的电流才能克服重力，使转子脱离非悬浮状态。但是，随着转子接近设定的工作位置，磁力轴承磁路气隙逐渐减小，在电流不变的情况下将造成电磁力急剧增加，转子位置很容易发生很大的超调，并引起很大的冲击。这种冲击可能导致磁力轴承系统损坏。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何减小磁力轴承系统中转子起浮过程的冲击。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种减小磁力轴承系统中转子起浮过程冲击的方法，包括以下步骤：

S1、计算用于减小转子在起浮过程中冲击的输出位置指令；

S2、根据所述输出位置指令计算输出电流指令；

S3、将输出电流指令转换成电流值；

S4、将电流值转换成控制所述转子位置的电磁力，利用所述电磁力控制所述转子位置。

优选地，步骤S1中计算所述输出位置指令具体包括：

S11、设定转子下落位置与工作位置的距离s₀，位置指令切换周期数A，以及位置指令级别数N；

S12、初始化迭代步数k＝0以及当前位置指令级别p＝1；

S13、令k＝k+1；

S14、若k≥pA且p＜N，则令p＝p+1；否则保持p不变；

S15、计算输出位置指令

S16、返回步骤S13继续计算，直到k达到预设值。

优选地，利用磁力轴承系统中的功率放大器将输出电流指令转换成电流值。

优选地，利用磁力轴承系统中的磁力轴承将所述电流值转换成控制所述转子位置的电磁力。

（三）有益效果

上述技术方案具有如下优点：本发明在转子起浮过程中，采用分级的逐步增大的位置指令量，从而实现转子的柔和起浮，减小起浮过程的冲击。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是图1中计算输出位置指令的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供一种减小磁力轴承系统中转子起浮过程冲击的方法，包括以下步骤：

S1、计算用于减小转子在起浮过程中冲击的输出位置指令；

S2、根据所述输出位置指令计算输出电流指令，计算输出电流指令的过程为现有技术，所计算出的输出电流指令为与电流值对应的数字；

S3、将输出电流指令转换成电流值；

S4、将电流值转换成控制所述转子位置的电磁力，利用所述电磁力控制所述转子位置。