專利名稱：一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁懸浮分子泵控制方法，具體地說是一種使得一臺(tái)磁懸浮分子泵控制器可以適用于不同磁懸浮分子泵的控制方法。
背景技術(shù)：
分子泵是利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子把動(dòng)量傳輸給氣體分子，使之獲得定向速度，從而被壓縮并驅(qū)向排氣口后被前級(jí)抽走的一種真空泵。磁懸浮分子泵是利用磁軸承產(chǎn)生電磁力使轉(zhuǎn)子懸浮在空中，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子和定子之間無(wú)機(jī)械接觸且轉(zhuǎn)子位置可主動(dòng)控制的一種新型高性能分子泵。由于磁懸浮分子泵具有無(wú)摩擦、無(wú)需潤(rùn)滑、無(wú)污染、高速度、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此磁懸浮分子泵廣泛用于高真空度、高潔凈度的真空獲得領(lǐng)域。磁懸浮分子泵是一種高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械，它依靠磁軸承將其轉(zhuǎn)子懸浮在空中。如圖1 所示，磁懸浮分子泵一般包括磁懸浮分子泵體1、磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子2、磁懸浮分子泵葉輪 3、推力盤4、磁懸浮分子泵電機(jī)5、第一徑向磁軸承6、第二徑向磁軸承7、軸向磁軸承8(包括第一軸向磁軸承和第二軸向磁軸承)、第一徑向保護(hù)軸承9、第二徑向保護(hù)軸承10、軸向保護(hù)軸承11、第一徑向位移傳感器12、第二徑向位移傳感器13、軸向位移傳感器14、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置15、轉(zhuǎn)子位移檢測(cè)裝置16、磁懸浮分子泵控制器17等。對(duì)于磁懸浮分子泵來說， 由于零件加工精度以及零件裝配誤差的存在，磁懸浮分子泵完成裝配后，徑向磁軸承定子與徑向保護(hù)軸承定子存在同軸度誤差，軸向上下極限位置中點(diǎn)與上下軸向磁軸承間距中點(diǎn)不重合，從而導(dǎo)致當(dāng)轉(zhuǎn)子徑向懸浮在徑向保護(hù)軸承定子內(nèi)圓中心，且轉(zhuǎn)子軸向懸浮在軸向上下極限位置中點(diǎn)處時(shí)，徑向磁軸承和軸向磁軸承氣隙不均勻，磁軸承各向電磁力不均衡， 影響轉(zhuǎn)子工作時(shí)的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的磁懸浮分子泵由于徑向磁軸承和軸向磁軸承氣隙不均勻造成的電磁力不均衡的技術(shù)問題，從而提出一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，包括如下步驟(1)將磁懸浮分子泵豎直放置，通過磁懸浮分子泵控制器控制磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，通過調(diào)整所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處的徑向懸浮位置，保證第一徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流均相等，獲得所述轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心；(2)再次調(diào)整所述轉(zhuǎn)子在第二徑向磁軸承處的徑向懸浮位置，保證第二徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流均相等，獲取所述轉(zhuǎn)子的第二徑向懸浮中心；(3)將所述磁懸浮分子泵水平放置，調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的軸向懸浮位置，保證第一軸向磁軸承和第二軸向磁軸承線圈中的電流相等，獲取所述轉(zhuǎn)子的軸向懸浮中心；(4)將所述第一徑向懸浮中心、所述第二徑向懸浮中心和所述軸向懸浮中心存儲(chǔ)
4在存儲(chǔ)介質(zhì)中，作為所述轉(zhuǎn)子的最終懸浮中心；(5)當(dāng)所述磁懸浮分子泵開始工作時(shí)，所述磁懸浮分子泵控制器控制所述轉(zhuǎn)子懸浮在所述最終懸浮中心，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。在所述步驟(1)或(2)中，徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流相等是指所述徑向磁軸承相對(duì)方向兩個(gè)磁極線圈中的電流幅值之差與徑向磁軸承偏置電流幅值之比小于或者等于5%。所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值相等是指所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值之差與軸向磁軸承偏置電流幅值之比小于或者等于5%。所述步驟(1)中，通過調(diào)整所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處的徑向懸浮位置，保證第一徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流均相等的具體方法如下首先，磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，測(cè)量第一徑向磁軸承X向相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流； 然后比對(duì)所述兩個(gè)磁極線圈電流幅值是否相等，如相等，則以當(dāng)前轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承X 向處的懸浮位置作為所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承X向的懸浮中心；否則，所述磁懸浮分子泵控制器繼續(xù)調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的懸浮位置，然后重復(fù)上述步驟，直到第一徑向磁軸承X向相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流相等為止；用與獲取所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承X向的懸浮中心相同的方法獲得第一徑向磁軸承Y向的懸浮中心，從而得到所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處的懸浮中心；采用二分法調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的懸浮位置，直到第一徑向磁軸承X向相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流相等。所述采用二分法調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的懸浮位置的過程如下步驟A 所述磁懸浮分子泵控制器初次檢測(cè)第一徑向磁軸承X+向線圈電流Ix+和 X-向線圈電流Ix-；如果Ix+ > Ix-，執(zhí)行步驟(al)；如果Ix+ < Ix_，執(zhí)行步驟(a2)，(al)如果Ix+> Ix_，磁懸浮分子泵控制器控制磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子停止靜態(tài)懸浮，設(shè)當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮目標(biāo)位置為X(Lup—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮的目標(biāo)位置坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)為ΔΧ，磁懸浮分子泵控制器自動(dòng)調(diào)整所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮的目標(biāo)位置為X(L ι_ = XclUP—。ω+Δχ，然后磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸??；(a2)如果Ix+< Ix_，磁懸浮分子泵控制器控制磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子停止靜態(tài)懸浮，設(shè)當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮目標(biāo)位置為X(Lup—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮目標(biāo)位置坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)為ΔΧ，磁懸浮分子泵控制器自動(dòng)調(diào)整所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮的目標(biāo)位置為Xclup— =Xclup—。1(ΓΔΧ，然后磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸?。徊襟EB:所述磁懸浮分子泵控制器控制所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮后，所述磁懸浮分子泵控制器再次檢測(cè)第一徑向磁軸承X+向線圈電流Ix+和X-向線圈電流Ix-，記錄當(dāng)前測(cè)量的第一徑向磁軸承X+向線圈電流為χ+、Χ-向線圈電流為Inew—χ-，同時(shí)記錄上次測(cè)量的第一徑向磁軸承X+向線圈電流為I。ld—χ+、Χ-向線圈電流為I。ld—χ-，當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮目標(biāo)位置為X(Lup—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X 向懸浮的新目標(biāo)位置為x0—up—腦，(bl)如果 I。ld x+ > I。ld x_，且 Inew x+ > Inew x_，則令 K up new = X0 up old+ Δ Xlast，其中Δ Xlast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；(b2)如果 I0H x+〉I0ld—X-，且 Inew—X+〈工·—χ-，貝U令 X0_up_new — X0—up—old_ 八 X last
/2，其中
Δ xlast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；(b3)如果 Iold x+ < Iold x_，且 Inew x+ > I膽 x_，則令 up new = X0 up old+ Δ xlast/2，其中 Δ Xlast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；(b4)如果 I。ld x+ < I。ld x_，且 Inew x+ < Inew x_，則令 up new = X0 up old- Δ Xlast,其中 Δ Xlast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；修改完所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的目標(biāo)位置后，磁懸浮分子泵控制器自動(dòng)調(diào)整所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的目標(biāo)位置為所述Xclup—_，之后磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，所述磁懸浮分子泵控制器檢測(cè)第一徑向磁軸承 X+向線圈電流Ix+和χ-向線圈電流Ix-,如果所述Ix+和Ix-相等，則當(dāng)前位置X(LUP—為第一徑向磁軸承X向的懸浮中心；如果Ix+和Ix-不相等，則更新I細(xì)—x+為Ix+、I膽—x-為Ix-,同時(shí)記錄上次測(cè)量的第一徑向磁軸承X+向線圈電流為I。ld—x+、X-向線圈電流為I。ld—x-，當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮目標(biāo)位置為X(Lup—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的新目標(biāo)位置為X(Lup—_，然后重復(fù)本步驟B，直至，Ι,+ 和Ix_相等，獲得第一徑向磁軸承X向的懸浮中心。上述過程中，所述Δ X的范圍選擇為[20 μ m，50 μ m]，優(yōu)選50 μ m。在所述步驟(3)中，采用二分法獲取所述轉(zhuǎn)子的軸向懸浮中心。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)，(1)本發(fā)明所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法調(diào)整轉(zhuǎn)子在某自由度上的懸浮位置，通過磁軸承相對(duì)方向上的兩個(gè)磁極線圈電流大小來判斷轉(zhuǎn)子在該方向上受到的電磁力是否均衡。當(dāng)磁懸浮分子泵檢測(cè)到該相對(duì)方向上的兩個(gè)磁軸承線圈電流相等時(shí)，即可獲得轉(zhuǎn)子在該方向上的懸浮中心。該方法易于實(shí)現(xiàn)，且具有較好的調(diào)整精度，保證了磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮時(shí)各個(gè)自由度相對(duì)方向的電磁力均衡，從而保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性。(2)本發(fā)明所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，根據(jù)磁軸承相對(duì)方向兩個(gè)磁極線圈中電流的大小變化，自動(dòng)通過二分法逐步逼近轉(zhuǎn)子懸浮中心，可以很快的找到最終的轉(zhuǎn)子懸浮中心，是一種高效的自適應(yīng)調(diào)整方法。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1是磁懸浮分子泵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是磁懸浮分子泵徑向磁軸承的方向示意圖；圖3是本發(fā)明所述的磁懸浮分子泵控制方法的流程圖；圖4是調(diào)整第一徑向磁軸承X向相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流相等的流程圖。圖中附圖標(biāo)記表示為1-磁懸浮分子泵體，2-磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子，3-磁懸浮分子泵葉輪，4-推力盤，5-磁懸浮分子泵電機(jī)，6-第一徑向磁軸承，7-第二徑向磁軸承，8-軸向磁軸承，9-第一徑向保護(hù)軸承，10-第二徑向保護(hù)軸承，11-軸向保護(hù)軸承，12-第一徑向位
6移傳感器，13-第二徑向位移傳感器，14-軸向位移傳感器，15-轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，16-轉(zhuǎn)子位移檢測(cè)裝置，17-磁懸浮分子泵控制器。
具體實(shí)施例方式如圖1所示給出了磁懸浮分子泵的一般結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子安裝后，由于存在加工精度、裝配精度等問題，所述磁懸浮分子泵徑向磁軸承定子內(nèi)圓軸線與徑向傳感器定子內(nèi)圓的軸線不重合，導(dǎo)致徑向磁軸承和軸向磁軸承氣隙不均勻，造成電磁力不均衡的問題，從而影響系統(tǒng)穩(wěn)定工作。為此，本發(fā)明提供了一種獲得磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子懸浮中心的一種方法，下面給出一個(gè)具體的實(shí)施方式，流程圖如圖3所示，具體步驟如下(1)將磁懸浮分子泵豎直放置，通過磁懸浮分子泵控制器控制磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，通過調(diào)整所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處的徑向懸浮位置，保證第一徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流均相等，從而獲得所述轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心，具體方法如下首先，磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，測(cè)量第一徑向磁軸承X向相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流；然后比對(duì)所述兩個(gè)磁極線圈電流幅值是否相等，如相等，則以當(dāng)前轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承X向處的懸浮位置作為所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承X向的懸浮中心。 所述兩個(gè)磁極線圈電流幅值相等是指所述徑向磁軸承相對(duì)方向兩個(gè)磁極線圈中的電流幅值之差與徑向磁軸承偏置電流幅值之比小于或者等于5% ；否則，所述磁懸浮分子泵控制器繼續(xù)調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的懸浮位置，此處采用二分法進(jìn)行調(diào)整，使得第一徑向磁軸承X向相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流相等，流程圖如圖4所示，具體步驟如下步驟A 所述磁懸浮分子泵控制器初次檢測(cè)第一徑向磁軸承X+向線圈電流Ix+和 X-向線圈電流Ix-；如果Ix+ > Ix-，執(zhí)行步驟(al)；如果Ix+ < Ix_，執(zhí)行步驟(a2)，(al)磁懸浮分子泵控制器控制磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子停止靜態(tài)懸浮，設(shè)當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮目標(biāo)位置為X(LUP—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮的目標(biāo)位置坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)為ΔΧ。此處的Δ χ根據(jù)所述磁懸浮分子泵徑向磁軸承定子與徑向保護(hù)軸承定子同軸度誤差來確定，經(jīng)常設(shè)置在50μπι以內(nèi)， 本實(shí)施例中ΔΧ = 50 μ m，保證二分法的逼近速度。作為可以變換的實(shí)施方式，此處的Δχ 還可以選擇20 μ m、30 μ m、40 μ m。磁懸浮分子泵控制器自動(dòng)調(diào)整所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮的目標(biāo)位置為& up new = X0 up。ld+ Δ χ,然后磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸??；(a2)如果Ix+ < Ix_，磁懸浮分子泵控制器控制磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子停止靜態(tài)懸浮，設(shè)當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在在第一徑向磁軸承處X向懸浮目標(biāo)位置為X(LUP—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮目標(biāo)位置坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)為ΔΧ，磁懸浮分子泵控制器自動(dòng)調(diào)整在第一徑向磁軸承處X向懸浮目標(biāo)位置為Xo—w—new = X(Lup-。ld-Ax，然后磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮。步驟B:所述磁懸浮分子泵控制器控制所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮后，所述磁懸浮分子泵控制器再次檢測(cè)第一徑向磁軸承X+向線圈電流Ix+和X-向線圈電流Ix-，記錄當(dāng)前測(cè)量的第一徑向磁軸承X+向線圈電流為Ι_-χ+、Χ-向線圈電流為Inew—χ-，同時(shí)記錄上次測(cè)量的第一徑向磁軸承X+向線圈電流為I。ld—χ+、Χ-向線圈電流為I。ld—χ-，當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮目標(biāo)位置為X(Lup—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的新目標(biāo)位置為Xclup—_，(bl)如果 I。ld x+ > I。ld x_，且 Inew x+ > Inew x_，則令 up new = X0 up old+ Δ Xlast,其中 Δ Xlast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；(b2)如果 Iold x+ > Iold x_，且 Inew x+ < I膽 x_，則令 up new = X0 up old- Δ xlast/2，其中 Δ Xlast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；(b3)如果 I。ld x+ < I。ld x_，且 Inew x+ > Inew x_，則令 up new = X0 up old+ Δ xlast/2，其中 Δ Xlast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；(b4)如果 I。ld x+ < I。ld x_，且 Inew x+ < Inew x_，則令 up new = X0 up old- Δ Xlast,其中 Δ Xlast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；修改完所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的目標(biāo)位置后，磁懸浮分子泵控制器自動(dòng)調(diào)整所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的目標(biāo)位置為所述Xclup—_，之后磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，所述磁懸浮分子泵控制器檢測(cè)第一徑向磁軸承 X+向線圈電流Ix+和χ-向線圈電流Ix-,如果所述Ix+和Ix-相等，則當(dāng)前位置X(LUP—為第一徑向磁軸承X向的懸浮中心；如果Ix+和Ix-不相等，則更新I細(xì)—x+為Ix+、I膽—x_為Ix-,同時(shí)記錄上次測(cè)量的第一徑向磁軸承X+向線圈電流為I。ld—x+、X-向線圈電流為I。ld—x-，當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮目標(biāo)位置為X(Lup—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的新目標(biāo)位置為X(Lup—_，然后重復(fù)本步驟B，直至，Ι,+ 和Ix_相等，獲得第一徑向磁軸承X向的懸浮中心。同理，使用與獲取所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承X向的懸浮中心相同的上述方法獲得第一徑向磁軸承Y向的懸浮中心。這樣就得到了所述轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心(χ，γ)。(2)所述轉(zhuǎn)子的第二徑向懸浮中心的獲取方法與步驟(1)中的方法相同，在此不再贅述；(3)將所述磁懸浮分子泵水平放置，由于豎直放置磁懸浮分子泵時(shí)受到轉(zhuǎn)子重力影響，較難準(zhǔn)確獲得轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心，因此在調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的軸向懸浮位置時(shí)，水平放置所述磁懸浮分子泵。使用與獲得第一徑向、第二徑向懸浮中心相同的方法來獲得轉(zhuǎn)子軸向懸浮中心；(4)將所述第一徑向懸浮中心、所述第二徑向懸浮中心和所述軸向懸浮中心存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，作為所述轉(zhuǎn)子的最終懸浮中心；(5)當(dāng)所述磁懸浮分子泵開始工作時(shí)，所述磁懸浮分子泵控制器控制所述轉(zhuǎn)子懸浮在所述最終懸浮中心，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將磁懸浮分子泵豎直放置，通過磁懸浮分子泵控制器控制磁懸浮分子泵的轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，通過調(diào)整所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處的徑向懸浮位置，保證第一徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流均相等，獲得所述轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心；(2)再次調(diào)整所述轉(zhuǎn)子在第二徑向磁軸承處的徑向懸浮位置，保證第二徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流均相等，獲取所述轉(zhuǎn)子的第二徑向懸浮中心；(3)將所述磁懸浮分子泵水平放置，調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的軸向懸浮位置，保證第一軸向磁軸承和第二軸向磁軸承線圈中的電流相等，獲取所述轉(zhuǎn)子的軸向懸浮中心；(4)將所述第一徑向懸浮中心、所述第二徑向懸浮中心和所述軸向懸浮中心存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，作為所述轉(zhuǎn)子的最終懸浮中心；(5)當(dāng)所述磁懸浮分子泵開始工作時(shí)，所述磁懸浮分子泵控制器控制所述轉(zhuǎn)子懸浮在所述最終懸浮中心，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，其特征在于 在所述步驟(1)或O)中，徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流相等是指所述徑向磁軸承相對(duì)方向兩個(gè)磁極線圈中的電流幅值之差與徑向磁軸承偏置電流幅值之比小于或者等于5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，其特征在于所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值相等是指所述兩個(gè)軸向磁軸承線圈中的電流幅值之差與軸向磁軸承偏置電流幅值之比小于或者等于5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，其特征在于所述步驟(1)中，通過調(diào)整所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處的徑向懸浮位置，保證第一徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流均相等的具體方法如下首先，磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，測(cè)量第一徑向磁軸承X向相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流； 然后比對(duì)所述兩個(gè)磁極線圈電流幅值是否相等，如相等，則以當(dāng)前轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承X 向處的懸浮位置作為所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承X向的懸浮中心；否則，所述磁懸浮分子泵控制器繼續(xù)調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的懸浮位置，然后重復(fù)上述步驟，直到第一徑向磁軸承X向相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流相等為止；用與獲取所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承X向的懸浮中心相同的方法獲得第一徑向磁軸承Y向的懸浮中心，從而得到所述轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處的懸浮中心；
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，其特征在于采用二分法調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的懸浮位置，直到第一徑向磁軸承X向相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，其特征在于 所述采用二分法調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的懸浮位置的過程如下步驟A 所述磁懸浮分子泵控制器初次檢測(cè)第一徑向磁軸承X+向線圈電流Ix+和X-向線圈電流Ix-；如果Ix+ > Ix-，執(zhí)行步驟(al)；如果Ix+ < Ix_，執(zhí)行步驟(a2)，(al)如果Ix+ > Ix_，磁懸浮分子泵控制器控制磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子停止靜態(tài)懸浮，設(shè)當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮目標(biāo)位置為X(Lup—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮的目標(biāo)位置坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)為ΔΧ，磁懸浮分子泵控制器自動(dòng)調(diào)整所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮的目標(biāo)位置為Xclup— =Xclup—。ω+ΔΧ，然后磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮；(a2)如果Ix+< Ix_，磁懸浮分子泵控制器控制磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子停止靜態(tài)懸浮，設(shè)當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮目標(biāo)位置為X(LUP—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮目標(biāo)位置坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)為ΔΧ，磁懸浮分子泵控制器自動(dòng)調(diào)整所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向磁軸承處X向懸浮的目標(biāo)位置為Xclup—= X0_up_old- Δ Χ,然后磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸?。徊襟EB 所述磁懸浮分子泵控制器控制所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮后，所述磁懸浮分子泵控制器再次檢測(cè)第一徑向磁軸承X+向線圈電流Ix+和χ-向線圈電流Ιχ-，記錄當(dāng)前測(cè)量的第一徑向磁軸承X+向線圈電流為χ+、χ-向線圈電流為Inew—χ_，同時(shí)記錄上次測(cè)量的第一徑向磁軸承X+向線圈電流為I。ld—χ+、χ-向線圈電流為I。ld—χ_，當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮目標(biāo)位置為X(Lup—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的新目標(biāo)位置為Xclup—_，(bl)如果 I0ld_x+〉I0ld—X-，且 Inew—X+〉I new—χ-，貝U 令 X0_up_new — up—old+厶 Xlast，其中 ^ Xlast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；(b2)如果 I0ld_x+〉lold—χ-，且 Inew—χ+〈 Inew—χ-，貝U令 X0_up_new — X0—up—old—八 Xlast/2，其中八 xIast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；(b3)如果 I0ld_x+〈 lold—χ-，且 Inew—χ+〉Inew—χ-，貝U令 X0_up_new — X0—up—old+ 八 Xlast/2，其中八 xIast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；(b4)如果 I0ld_x+〈 lold—X-，且 Inew—X+〈 I new—χ-，貝U 令 X0_up_new — up—old—厶 Xlast，其中 ^ Xlast表示上次第一徑向磁軸承懸浮目標(biāo)位置X向坐標(biāo)的修改步長(zhǎng)；修改完所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的目標(biāo)位置后，磁懸浮分子泵控制器自動(dòng)調(diào)整所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的目標(biāo)位置為所述Xclup—，之后磁懸浮分子泵控制器控制轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮，所述磁懸浮分子泵控制器檢測(cè)第一徑向磁軸承X+ 向線圈電流Ix+和X-向線圈電流Ix-,如果所述Ix+和Ix-相等，則當(dāng)前位置X(LUP—為第一徑向磁軸承X向的懸浮中心；如果Ix+和Ix-不相等，則更新I膽—x+為Ix+、I細(xì)—x-為Ix-,同時(shí)記錄上次測(cè)量的第一徑向磁軸承X+向線圈電流為I。ld—x+、X-向線圈電流為I。ld—x-，當(dāng)前所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮目標(biāo)位置為X(Lup—。ld，所述磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子在第一徑向X向懸浮的新目標(biāo)位置為X(Lup—_，然后重復(fù)本步驟B，直至，Ι,+ 和Ix_相等，獲得第一徑向磁軸承X向的懸浮中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，其特征在于 所述Δ χ的范圍為[2O μ m，5O μ m]。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，其特征在于 所述Δ χ的值為50 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，其特征在于在所述步驟(3)中，采用二分法獲取所述轉(zhuǎn)子的軸向懸浮中心。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種獲取磁懸浮分子泵轉(zhuǎn)子懸浮中心的控制方法，首先將磁懸浮分子泵豎直放置，控制所述轉(zhuǎn)子靜態(tài)懸浮后，通過調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的徑向懸浮位置，保證第一徑向磁軸承各相對(duì)方向的兩個(gè)磁極線圈電流均相等，獲得所述轉(zhuǎn)子的第一徑向懸浮中心，同理獲得轉(zhuǎn)子的第二徑向懸浮中心；然后，將所述磁懸浮分子泵水平放置，調(diào)整所述轉(zhuǎn)子的軸向懸浮位置，保證第一軸向磁軸承和第二軸向磁軸承線圈中的電流相等，獲取所述轉(zhuǎn)子的軸向懸浮中心。根據(jù)上述步驟獲得的轉(zhuǎn)子懸浮中心進(jìn)行轉(zhuǎn)子懸浮控制，即可解決磁懸浮分子泵由于徑向磁軸承和軸向磁軸承氣隙不均勻造成的電磁力不均衡的技術(shù)問題，保證了磁懸浮分子泵工作過程中的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)F04D19/04GK102425557SQ20111040572
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者張剴, 張小章, 李奇志, 武涵, 鄒蒙 申請(qǐng)人:北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)