CN114427571B - 磁轴承组件及其控制方法、控制装置、压缩机和空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磁轴承组件及其控制方法、控制装置、压缩机和空调器。磁轴承组件包括:转轴,转轴的周侧面上设有凹槽;距离传感器,设于转轴的周侧,与转轴上设有凹槽的环面相对设置,且位于第一圆上,距离传感器包括:N个第一传感器;N个第二传感器,在第一圆上,第一传感器和第二传感器交替设置;其中,N为大于1的整数;第一圆的圆心位于转轴的轴线上,第一圆所处平面垂直于所述转轴的轴线。本申请所限定的距离传感器阵列可以解决消除转轴径向波动对转轴转速测量的影响,进而解决相关技术中输出错误脉冲信号,转速测量精度低,转轴工作可靠性差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域,具体而言,涉及一种磁轴承组件及其控制方法、控制装置、压缩机和空调器。
背景技术
磁悬浮压缩机因其噪声小、维护成本低、运行效率高、机身轻巧、启动电流小等特点被广泛应用在空调系统中。相关技术中,在通过测距探头检测转轴的转速时,转轴的径向波动会造成速度信号误差,降低转轴转速测量精度,影响压缩机正常工作。
因此,如何设计出一种可攻克上述技术缺陷的磁轴承组件成为了目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此,本发明第一方面提出了一种磁轴承组件。
本发明第二方面提出了一种磁轴承组件的控制方法。
本发明第三方面提出了一种磁轴承组件的控制装置。
本发明第四方面提出了一种磁轴承组件的控制装置。
本发明第五方面提出了一种可读存储介质。
本发明第六方面提出了一种磁轴承组件。
本发明第七方面提出了一种压缩机。
本发明第八方面提出了一种空调器。
有鉴于此,本发明第一方面提供了一种磁轴承组件,磁轴承组件包括:转轴,转轴的周侧面上设有凹槽;距离传感器,设于转轴的周侧,与转轴上设有凹槽的环面相对设置,且位于第一圆上,距离传感器包括:N个第一传感器;N个第二传感器,在第一圆上,第一传感器和第二传感器交替设置;其中,N为大于1的整数;第一圆的圆心位于转轴的轴线上,第一圆所处平面垂直于所述转轴的轴线。
本申请提出了一种磁轴承组件,磁轴承组件包括定子以及环绕定子设置的转子,工作中转子在定子的作用下转动,以产生动力。在此基础上,磁轴承组件中设置有转轴,转轴可以为转子的一部分,也可以是与转子同轴连接的动力输出轴,满足转轴和转子同步转动即可。其中,转轴的周侧面上设置有凹槽,且磁轴承组件中还设置有距离传感器,距离传感器设置在转轴的周侧,也就是与转轴周侧面相对的区域中,且距离传感器上的测量端与转轴上设置有凹槽的环面相对设置。距离传感器可以测量自身与转轴表面之间的距离,磁轴承组件开启后,转轴转动,设置有凹槽的环面随即在距离传感器前方转动,在凹槽与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴之间的距离为第一距离,在未设置凹槽的转轴周侧面与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴之间的距离为第二距离,凹槽相对于转轴的周侧面内凹,则第一距离大于第二距离。因此,在凹槽每次穿过距离传感器的测量区域后,距离传感器会产生一个脉冲信号,即转轴转动一圈,随即可根据该脉冲信号确定出转轴的转速。
相关技术中,多采用单个或两个距离传感器检测转轴的转速,但转轴在工作过程中不可避免的会发生径向波动,而距离传感器同样是在转轴的径向方向上测量自身与转轴间的距离。因此,在转轴出现径向波动时,距离传感器和转轴之间的距离会因波动而发生明显变化,对应输出一个因波动所产生的脉冲信号,该脉冲信号则会影响转轴的转速判定,使系统得出与实际转速不符的转速值。例如,当转轴的两侧对称设置两个距离传感器时,若转轴朝向原理其中一个距离传感器的方向波动时,该距离传感器所测得的距离会突增,与凹槽转动至该距离传感器前方时所产生的距离突增类似,以至于距离传感器会在凹槽没有转动至前方前输出错误的脉冲信号。从而产生转轴转速测量精度低,转轴控制可靠性差,转动稳定性低的技术问题。
对此,本申请对距离传感器做出了调整。具体地,距离传感器包括N个第一传感器和数目与第一传感器相同的N个第二传感器,N为大于1的整数,也就是设置至少两对第一传感器和第二传感器。第一传感器和第二传感器均设置在以转轴的轴线为轴的同一个第一圆上,在该第一圆的不同位置测量自身与转轴之间的距离,测量方向则为该第一圆的径向方向。其中,N个第一传感器组合为第一测量组,N个第二传感器组合为第二测量组。工作过程中,将第一测量组中的N个第一传感器所测得的距离数据叠加,得到第一距离值,将第二测量组中的N个第二传感器所测得的距离数据叠加,得到第二距离值。其后通过第一距离值和第二距离值间的差值确定凹槽是否转入某一距离传感器的测量区域中。在该测量结构下,转轴未发生径向波动时,每个距离传感器所测得的数据应相同,因此第一距离值和第二距离值相等,在转轴发生径向波动时,转轴与某一传感器之间的距离增大,则相对一侧的传感器和转轴之间的距离则会对应减小,该对侧距离补偿现象可以使求和得到的第一距离值和第二距离值相近,确保二者间可能产生的误差远小于凹槽的深度,从而消除转轴径向波动对转速测量的影响。对应地,当凹槽转入某一距离传感器的测量区域时,该测量组的求和距离值中增加了凹槽的深度,而另一组的求和距离值无法弥补这一深度,随即可通过第一距离值和第二距离值的差值的突增来确定凹槽转动的位置,以得到精准的转轴转速。由此可见,本申请所限定的距离传感器阵列可以解决消除转轴径向波动对转轴转速测量的影响,进而解决相关技术中输出错误脉冲信号,转速测量精度低,转轴工作可靠性差的技术问题。
在此基础上,在距离传感器所分布的第一圆上,第一传感器和第二传感器交替设置。该布局方式可以提升第一传感器和第二传感器的分布均匀性,避免某一区域中未分布第一传感器或第二传感器,确保对侧距离补偿现象可以作用在第一测量组和第二测量组所测得的第一距离值和第二距离值上,从而提升测量可靠性。进而实现优化磁轴承组件结构,提升转子转速测量精度,提升磁轴承组件控制精度,降低磁轴承组件故障率的技术效果。
另外,本发明提供的上述磁轴承组件还可以具有如下附加技术特征:
在上述技术方案中,距离传感器在第一圆上均匀分布。
在该技术方案中,对距离传感器的分布方式做出展开说明。具体地,在设置距离传感器的第一圆上,多个距离传感器均匀分布,也就是交替设置的第一传感器和第二传感器在该第一圆上等间隔角度设置。在交替设置的基础上均匀分布距离传感器可以在转轴出现径向波动时减少第一距离值和第二距离值之间的差值,以进一步降低径向波动现象对转轴转速测量精度的影响,确保距离传感器不会输出错误的脉冲信号。进而实现优化距离传感器布局,提升转轴转速测量精度和可靠性,降低磁轴承组件故障率的技术效果。
在上述任一技术方案中,距离传感器包括:第三传感器;第四传感器,在第一圆上,第三传感器和第四传感器间的夹角为180°;其中,N个第一传感器包括第三传感器和第四传感器。
在该技术方案中,提出了一种具体实施方案。在该方案中,第一传感器组由第三传感器和第四传感器两个传感器组成。并且,在设置距离传感器的第一圆上,第三传感器和第四传感器之间的夹角为180°,也就是第三传感器和第四传感器设置在同一直径上。第一传感器和第二传感器的数目相同,通过将第一传感器和第二传感器均限制为两个,可以在满足转速测量精度的基础上压缩传感器的采购成本。通过将第三传感器和第四传感器分布在同一条直径上,一方面可以提升这两个传感器之间的补偿效果,另一方面可以使两个第二传感器分别分布在设置第三传感器和第四传感器的直径的左右两侧,以进一步提升距离补偿效果,提升转轴上凹槽朝向判定的精度。进而实现优化距离传感器布局,提升转轴转速测量精度和可靠性,降低磁轴承组件故障率的技术效果。
在上述任一技术方案中,距离传感器包括:第五传感器;第六传感器,在第一圆上,第五传感器与第三传感器间的夹角为90°,第五传感器和第六传感器间的夹角的范围为:大于等于135°,且小于等于225°;其中,N个第二传感器包括第五传感器和第六传感器。
在该技术方案中,承接前述技术方案,对两个第二传感器的分布方式做出限定。具体地,第二传感器组由第五传感器和第六传感器组成。在设置距离传感器的第一圆上,第五传感器与第三传感器和第四传感器之间的夹角均为90°,也就是第五传感器设置在与第三传感器和第四传感器所在直径向垂直的直径上。在此基础上,第六传感器设置在对侧,第六传感器和第五传感器在第一圆上的夹角需大于等于135°且小于等于225°。通过限定第五传感器和第六传感器之间的距离可以确保对侧距离补偿的效果,避免超出该角度区间的分布方式在转轴出现径向波动时错误的产生脉冲信号,从而提升转轴转速的测量精度。其中,第五传感器和第六传感器间的角度可以根据转轴的实际工况做适应性调整,例如在通过工作数据确定转轴朝某一方向的波动频率较高时,可通过调整第五传感器和第六传感器间的角度使第五传感器或第六传感器对应设置在这一高频波动方向上,从而进一步强化转轴转速的测量精度。具体可选设置与第五传感器间夹角为180°的第六传感器,以使该距离传感器阵列可适用于多数场合。进而实现优化距离传感器布局,提升转轴转速测量精度和可靠性,降低磁轴承组件故障率的技术效果。
在上述任一技术方案中,磁轴承组件还包括:定位件,设于转轴的周侧;第一定位孔,设于定位件上,第一传感器嵌设于第一定位孔内;第二定位孔,设于定位件上,第二传感器嵌设于第二定位孔内。
在该技术方案中,磁轴承组件中还设置有定位件。定位件设置在转轴的周侧,且与转轴间隔设置,定位件用于定位和安装第一传感器和第二传感器。具体地,定位件上设置有第一定位孔和第二定位孔,第一定位孔用于定位安装第一传感器,第二定位孔用于定位安装第二传感器。通过设置该定位件,使第一传感器和第二传感器可以精准定位在转轴周侧的预定安装位置上,以提升装配精度和工作稳定性。且设置该定位件可以降低第一传感器和第二传感器的装配难度。其中,定位件为金属件,例如可以通过铝制备定位件。且第一传感器和第二传感器嵌设在第一通孔和第二通孔内部。通过设置金属定位件,并将第二传感器和第一传感器嵌入其内部,可以在通过定位孔的开口满足测量需求的基础上,阻止移传感器和第一传感器所产生的电场向非测量方向延伸。从而降低移传感器和第一传感器对定子所产生磁场的干扰。从而提升转子转动的稳定性,降低偏心转动概率。进而实现了优化磁轴承组件结构,提升传感器定位精度和工作稳定性,提升转轴转速测量精度,提升磁轴承组件工作可靠性的技术效果。
在上述任一技术方案中,定位件呈环形,定位件与转轴共用同一轴线。
在该技术方案中,对定位件的形状和位置做出了限定。具体地,定位件为环形定位件,可选择为铝环。在此基础上,定位件套设在转轴的外周侧,与转轴间隔设置,且环形定位件的轴线与转轴的轴线重合。通过设置同轴的环形定位件,可以缩减多个第一传感器中任意两个第一传感器与转轴轴线距离间的差值,同理还可以缩减多个第二传感器中任意两个第二传感器与转轴轴线距离间的差值。以避免该定位所产生的距离差值影响转轴转速和转轴位移的测量精度。从而实现优化传感器定位结构,提升转轴转速测量可靠性和测量精准度,提升磁轴承组件工作稳定性的技术效果。
在上述任一技术方案中,第一定位孔和第二定位孔均在定位件的径向方向延伸。
在该技术方案中,定位件上的第一定位孔和第二定位孔均在定位件的径向方向上延伸。因环形定位件和转轴同轴,所以第一定位孔和第二定位孔同样是在转轴的径向方向上延伸,其中第一定位孔和第二定位孔的开口均朝向转轴。设置径向延伸的第一定位孔和第二定位孔,使第一传感器和第二传感器的测量端可以在径向方向上对准转轴的周侧面。避免定位偏差影响第一传感器和第二传感器的测量精度,提升测量所得数据的可靠性。进而实现优化传感器定位结构,提升转轴转速测量可靠性和精准度,提升磁轴承组件工作稳定性的技术效果。
在上述任一技术方案中,磁轴承组件还包括:电控件,设于定位件上,与第一传感器和第二传感器相连接。
在该技术方案中,磁轴承组件中还设置有电控件。具体地,定位件上设置有定位槽,电控件插接在定位槽中,以通过定位件支撑定位电控件。其中,环形定位件的其中一个端面上设置有围绕轴线的环形槽,环形槽连同第一定位孔、第二定位孔和定位槽,再将第一传感器和第二传感器分别嵌设在第一定位孔和第二定位孔内部后,部分第一传感器和第二传感器位于环形槽内。通过设置该环形操,可以为电控件与传感器之间的连接线路提供布置空间,避免连接线延伸至定位件外部,防止连接线干扰转轴转动。在此基础上,磁轴承组件还设置有环形的盖体,盖体可以盖合在环形槽上,一方面阻止传感器所产生的电场向外延伸,另一方面可以避免连接线由环形槽脱出。进而实现优化定位件结构,提升磁轴承组件工作安全性合可靠性,降低磁轴承组件故障率的技术效果。
本发明第二方面提供了一种磁轴承组件的控制方法,用于控制如上述任一技术方案中的磁轴承组件,磁轴承组件的控制方法包括:
获取第一传感器和转轴间的第一距离信息,以及第二传感器和转轴间的第二距离信息;
根据第一距离信息和第二距离信息确定凹槽的位置信息;
根据位置信息确定转轴的转速。
在该技术方案中,限定了一种用于控制上述任一技术方案中的磁轴承组件工作的控制方法。其中,磁轴承组件包括定子以及环绕定子设置的转子,工作中转子在定子的作用下转动,以产生动力。在此基础上,磁轴承组件中设置有转轴,转轴可以为转子的一部分,也可以是与转子同轴连接的动力输出轴,满足转轴和转子同步转动即可。其中,转轴的周侧面上设置有凹槽,且磁轴承组件中还设置有距离传感器,距离传感器设置在转轴的周侧,也就是与转轴周侧面相对的区域中,且距离传感器上的测量端与转轴上设置有凹槽的环面相对设置。距离传感器可以测量自身与转轴表面之间的距离,磁轴承组件开启后,转轴转动,设置有凹槽的环面随即在距离传感器前方转动,在凹槽与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴之间的距离为第一距离,在未设置凹槽的转轴周侧面与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴之间的距离为第二距离,凹槽相对于转轴的周侧面内凹,则第一距离大于第二距离。因此,在凹槽每次穿过距离传感器的测量区域后,距离传感器会产生一个脉冲信号,即转轴转动一圈,随即可根据该脉冲信号确定出转轴的转速。
具体地,距离传感器包括N个第一传感器和数目与第一传感器相同的N个第二传感器,N为大于1的整数,也就是设置至少两对第一传感器和第二传感器。第一传感器和第二传感器均设置在以转轴的轴线为轴的同一个第一圆上,在该第一圆的不同位置测量自身与转轴之间的距离,测量方向则为该第一圆的径向方向。其中,N个第一传感器组合为第一测量组,N个第二传感器组合为第二测量组。
控制磁轴承组件工作的具体步骤如下:第一步,由第一传感器处获取第一传感器和转轴间的第一距离信息,同时由第二传感器处获取第二传感器和转轴间的第二距离信息。其中,将第一测量组中的N个第一传感器所测得的距离数据叠加,得到第一距离信息,将第二测量组中的N个第二传感器所测得的距离数据叠加,得到第二距离信息。第二步,根据第一距离信息和第二距离信息确定出凹槽的转动位置信息。其中,通过第一距离值和第二距离值间的差值确定凹槽是否转入某一距离传感器的测量区域中。在该测量结构下,转轴未发生径向波动时,每个距离传感器所测得的数据应相同,因此第一距离值和第二距离值相等,在转轴发生径向波动时,转轴与某一传感器之间的距离增大,则相对一侧的传感器和转轴之间的距离则会对应减小,该对侧距离补偿现象可以使求和得到的第一距离值和第二距离值相近,确保二者间可能产生的误差远小于凹槽的深度,从而消除转轴径向波动对转速测量的影响。对应地,当凹槽转入某一距离传感器的测量区域时,该测量组的求和距离值中增加了凹槽的深度,而另一组的求和距离值无法弥补这一深度,随即可通过第一距离值和第二距离值的差值的突增来确定凹槽转动的位置。第三步,根据确定出的凹槽的位置信息确定出转轴的转速。具体根据凹槽在转过任两个距离传感器间的间隔时长和这两个传感器之间的预设角度差可以确定出转轴的当前转速,该转速不会受到转轴径向波动的影响,精度和可靠性较高,从而提升测量可靠性。进而实现优化磁轴承组件结构,提升转子转速测量精度,提升磁轴承组件控制精度,降低磁轴承组件故障率的技术效果。
本发明第三方面提供了一种磁轴承组件的控制装置,磁轴承组件的控制装置包括:获取单元,用于获取第一传感器和转轴间的第一距离信息,以及第二传感器和转轴间的第二距离信息;第一确定单元,用于根据第一距离信息和第二距离信息确定凹槽的位置信息;第二确定单元,用于根据位置信息确定转轴的转速。
在该技术方案中,限定了一种用于控制上述任一技术方案中的磁轴承组件工作的控制装置。其中,磁轴承组件包括定子以及环绕定子设置的转子,工作中转子在定子的作用下转动,以产生动力。在此基础上,磁轴承组件中设置有转轴,转轴可以为转子的一部分,也可以是与转子同轴连接的动力输出轴,满足转轴和转子同步转动即可。其中,转轴的周侧面上设置有凹槽,且磁轴承组件中还设置有距离传感器,距离传感器设置在转轴的周侧,也就是与转轴周侧面相对的区域中,且距离传感器上的测量端与转轴上设置有凹槽的环面相对设置。距离传感器可以测量自身与转轴表面之间的距离,磁轴承组件开启后,转轴转动,设置有凹槽的环面随即在距离传感器前方转动,在凹槽与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴之间的距离为第一距离,在未设置凹槽的转轴周侧面与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴之间的距离为第二距离,凹槽相对于转轴的周侧面内凹,则第一距离大于第二距离。因此,在凹槽每次穿过距离传感器的测量区域后,距离传感器会产生一个脉冲信号,即转轴转动一圈,随即可根据该脉冲信号确定出转轴的转速。
具体地,距离传感器包括N个第一传感器和数目与第一传感器相同的N个第二传感器,N为大于1的整数,也就是设置至少两对第一传感器和第二传感器。第一传感器和第二传感器均设置在以转轴的轴线为轴的同一个第一圆上,在该第一圆的不同位置测量自身与转轴之间的距离,测量方向则为该第一圆的径向方向。其中,N个第一传感器组合为第一测量组,N个第二传感器组合为第二测量组。
磁轴承组件的控制装置包括获取单元、第一确定单元和第二确定单元:获取单元能够由第一传感器处获取第一传感器和转轴间的第一距离信息,同时由第二传感器处获取第二传感器和转轴间的第二距离信息。其中,将第一测量组中的N个第一传感器所测得的距离数据叠加,得到第一距离信息,将第二测量组中的N个第二传感器所测得的距离数据叠加,得到第二距离信息。第一确定单元用于根据第一距离信息和第二距离信息确定出凹槽的转动位置信息。其中,通过第一距离值和第二距离值间的差值确定凹槽是否转入某一距离传感器的测量区域中。在该测量结构下,转轴未发生径向波动时,每个距离传感器所测得的数据应相同,因此第一距离值和第二距离值相等,在转轴发生径向波动时,转轴与某一传感器之间的距离增大,则相对一侧的传感器和转轴之间的距离则会对应减小,该对侧距离补偿现象可以使求和得到的第一距离值和第二距离值相近,确保二者间可能产生的误差远小于凹槽的深度,从而消除转轴径向波动对转速测量的影响。对应地,当凹槽转入某一距离传感器的测量区域时,该测量组的求和距离值中增加了凹槽的深度,而另一组的求和距离值无法弥补这一深度,随即可通过第一距离值和第二距离值的差值的突增来确定凹槽转动的位置。第二确定单元根据确定出的凹槽的位置信息确定出转轴的转速。具体根据凹槽在转过任两个距离传感器间的间隔时长和这两个传感器之间的预设角度差可以确定出转轴的当前转速,该转速不会受到转轴径向波动的影响,精度和可靠性较高,从而提升测量可靠性。进而实现优化磁轴承组件结构,提升转子转速测量精度,提升磁轴承组件控制精度,降低磁轴承组件故障率的技术效果。
本发明第四方面提供了一种磁轴承组件的控制装置,磁轴承组件的控制装置包括:存储器,其上存储有程序或指令;处理器,配置为执行程序或指令时实现前述技术方案中的磁轴承组件的控制方法的步骤。
在该技术方案中,提出了一种磁轴承组件的控制装置,该控制装置包括存储器和处理器,存储器用于存储指令或程序,处理器用于调用并执行存储器所存储的指令或程序,以实现上述任一技术方案中的磁轴承组件的控制方法的步骤。因此,该控制装置具备上述任一技术方案中的磁轴承组件的控制方法的优点,可实现上述技术方案中的磁轴承组件的控制方法所能实现的技术效果,为避免重复,此处不再赘述。
本发明第五方面提供了一种可读存储介质,其上存储有程序或指令,程序或指令被处理器执行时实现如前述技术方案中的磁轴承组件的控制方法的步骤。
在该技术方案中,提出了一种可读存储介质,该可读存储介质上存储有可被处理器调用并执行的指令或程序,当处理器执行该指令或程序时,便可实现上述任一技术方案中的磁轴承组件的控制方法的步骤。因此,该可读存储介质具备上述任一技术方案中的磁轴承组件的控制方法的优点,可实现上述技术方案中的磁轴承组件的控制方法所能实现的技术效果,为避免重复,此处不再赘述。
本发明第六方面提供了一种磁轴承组件,磁轴承组件包括:前述技术方案中的磁轴承组件的控制装置;和/或前述技术方案中的可读存储介质。
在该技术方案中,提出了一种包括前述技术方案中的磁轴承组件控制装置和/或前述技术方案中的可读存储介质的磁轴承组件。因此该磁轴承组件具备上述任一技术方案中的磁轴承组件的控制装置和/或可读存储介质的优点,可实现上述技术方案中的磁轴承组件的控制装置和/或可读存储介质所能实现的技术效果,为避免重复,此处不再赘述。
本发明第七方面提供了一种压缩机,包括:前述任一技术方案中的磁轴承组件。
在该技术方案中,提出了一种包括前述技术方案中的磁轴承组件的压缩机。因此该压缩机具备上述任一技术方案中的磁轴承组件的优点,可实现上述技术方案中的磁轴承组件所能实现的技术效果,为避免重复,此处不再赘述。
本发明第八方面提供了一种空调器,空调器包括:上述技术方案中的压缩机。
在该技术方案中,提出了一种包括前述技术方案中的压缩机的空调器。因此该空调器具备上述技术方案中的压缩机的优点,可实现上述技术方案中的压缩机所能实现的技术效果,为避免重复,此处不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的结构示意图之一;
图2示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的结构示意图之二;
图3示出了根据本发明的一个实施例的距离传感器的输出波形图;
图4示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的控制方法的流程图;
图5示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的控制装置的结构框图之一;
图6示出了根据本发明的一个实施例的磁轴承组件的控制装置的结构框图之二。
其中,图1和图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100磁轴承组件,110转轴,112凹槽,120第一传感器,122第三传感器,124第四传感器,130第二传感器,132第五传感器,134第六传感器,140定位件。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例的磁轴承组件及其控制方法、控制装置、压缩机和空调器。
实施例一
如图1、图2和图3所示,本发明的第一方面实施例提供了一种磁轴承组件100,磁轴承组件100包括:转轴110,转轴110的周侧面上设有凹槽112;距离传感器,设于转轴110的周侧,与转轴110上设有凹槽112的环面相对设置,且位于第一圆上,距离传感器包括:N个第一传感器120;N个第二传感器130,在第一圆上,第一传感器120和第二传感器130交替设置;其中,N为大于1的整数;第一圆的圆心位于转轴110的轴线上,第一圆所处平面垂直于转轴110的轴线。
本申请提出了一种磁轴承组件100,磁轴承组件100包括定子以及环绕定子设置的转子,工作中转子在定子的作用下转动,以产生动力。在此基础上,磁轴承组件100中设置有转轴110,转轴110可以为转子的一部分,也可以是与转子同轴连接的动力输出轴,满足转轴110和转子同步转动即可。其中,转轴110的周侧面上设置有凹槽112,且磁轴承组件100中还设置有距离传感器,距离传感器设置在转轴110的周侧,也就是与转轴110周侧面相对的区域中,且距离传感器上的测量端与转轴110上设置有凹槽112的环面相对设置。距离传感器可以测量自身与转轴110表面之间的距离,磁轴承组件100开启后,转轴110转动,设置有凹槽112的环面随即在距离传感器前方转动,在凹槽112与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴110之间的距离为第一距离,在未设置凹槽112的转轴110周侧面与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴110之间的距离为第二距离,凹槽112相对于转轴110的周侧面内凹,则第一距离大于第二距离。因此,在凹槽112每次穿过距离传感器的测量区域后,距离传感器会产生一个脉冲信号,即转轴110转动一圈,随即可根据该脉冲信号确定出转轴110的转速。
相关技术中,多采用单个或两个距离传感器检测转轴110的转速,但转轴110在工作过程中不可避免的会发生径向波动,而距离传感器同样是在转轴110的径向方向上测量自身与转轴110间的距离。因此,在转轴110出现径向波动时,距离传感器和转轴110之间的距离会因波动而发生明显变化,对应输出一个因波动所产生的脉冲信号,该脉冲信号则会影响转轴110的转速判定,使系统得出与实际转速不符的转速值。例如,当转轴110的两侧对称设置两个距离传感器时,若转轴110朝向原理其中一个距离传感器的方向波动时,该距离传感器所测得的距离会突增,与凹槽112转动至该距离传感器前方时所产生的距离突增类似,以至于距离传感器会在凹槽112没有转动至前方前输出错误的脉冲信号。从而产生转轴110转速测量精度低,转轴110控制可靠性差,转动稳定性低的技术问题。
对此,本申请对距离传感器做出了调整。具体地,距离传感器包括N个第一传感器120和数目与第一传感器120相同的N个第二传感器130,N为大于1的整数,也就是设置至少两对第一传感器120和第二传感器130。第一传感器120和第二传感器130均设置在以转轴110的轴线为轴的同一个第一圆上,在该第一圆的不同位置测量自身与转轴110之间的距离,测量方向则为该第一圆的径向方向。其中,N个第一传感器120组合为第一测量组,N个第二传感器130组合为第二测量组。工作过程中,将第一测量组中的N个第一传感器120所测得的距离数据叠加,得到第一距离值,将第二测量组中的N个第二传感器130所测得的距离数据叠加,得到第二距离值。其后通过第一距离值和第二距离值间的差值确定凹槽112是否转入某一距离传感器的测量区域中。在该测量结构下,转轴110未发生径向波动时,每个距离传感器所测得的数据应相同,因此第一距离值和第二距离值相等,在转轴110发生径向波动时,转轴110与某一传感器之间的距离增大,则相对一侧的传感器和转轴110之间的距离则会对应减小,该对侧距离补偿现象可以使求和得到的第一距离值和第二距离值相近,确保二者间可能产生的误差远小于凹槽112的深度,从而消除转轴110径向波动对转速测量的影响。对应地,当凹槽112转入某一距离传感器的测量区域时,该测量组的求和距离值中增加了凹槽112的深度,而另一组的求和距离值无法弥补这一深度,随即可通过第一距离值和第二距离值的差值的突增来确定凹槽112转动的位置,以得到精准的转轴110转速。例如,图3所示出的波形图中,波峰代表凹槽112转入某一距离传感器的测量区域,波谷代表凹槽112转出距离传感器的测量区域。由此可见,本申请所限定的距离传感器阵列可以解决消除转轴110径向波动对转轴110转速测量的影响,进而解决相关技术中输出错误脉冲信号,转速测量精度低,转轴110工作可靠性差的技术问题。
在此基础上,在距离传感器所分布的第一圆上,第一传感器120和第二传感器130交替设置。该布局方式可以提升第一传感器120和第二传感器130的分布均匀性,避免某一区域中未分布第一传感器120或第二传感器130,确保对侧距离补偿现象可以作用在第一测量组和第二测量组所测得的第一距离值和第二距离值上,从而提升测量可靠性。进而实现优化磁轴承组件100结构,提升转子转速测量精度,提升磁轴承组件100控制精度,降低磁轴承组件100故障率的技术效果。
在上述实施例中,距离传感器在第一圆上均匀分布。
在该实施例中,对距离传感器的分布方式做出展开说明。具体地,在设置距离传感器的第一圆上,多个距离传感器均匀分布,也就是交替设置的第一传感器120和第二传感器130在该第一圆上等间隔角度设置。在交替设置的基础上均匀分布距离传感器可以在转轴110出现径向波动时减少第一距离值和第二距离值之间的差值,以进一步降低径向波动现象对转轴110转速测量精度的影响,确保距离传感器不会输出错误的脉冲信号。进而实现优化距离传感器布局,提升转轴110转速测量精度和可靠性,降低磁轴承组件100故障率的技术效果。
在上述任一实施例中,距离传感器包括:第三传感器122;第四传感器124,在第一圆上,第三传感器122和第四传感器124间的夹角为180°;其中,N个第一传感器120包括第三传感器122和第四传感器124。
在该实施例中,提出了一种具体实施方案。在该方案中,第一传感器120组由第三传感器122和第四传感器124两个传感器组成。并且,在设置距离传感器的第一圆上,第三传感器122和第四传感器124之间的夹角为180°,也就是第三传感器122和第四传感器124设置在同一直径上。第一传感器120和第二传感器130的数目相同,通过将第一传感器120和第二传感器130均限制为两个,可以在满足转速测量精度的基础上压缩传感器的采购成本。通过将第三传感器122和第四传感器124分布在同一条直径上,一方面可以提升这两个传感器之间的补偿效果,另一方面可以使两个第二传感器130分别分布在设置第三传感器122和第四传感器124的直径的左右两侧,以进一步提升距离补偿效果,提升转轴110上凹槽112朝向判定的精度。进而实现优化距离传感器布局,提升转轴110转速测量精度和可靠性,降低磁轴承组件100故障率的技术效果。
在上述任一实施例中,距离传感器包括:第五传感器132;第六传感器134,在第一圆上,第五传感器132与第三传感器122间的夹角为90°,第五传感器132和第六传感器134间的夹角的范围为:大于等于135°,且小于等于225°;其中,N个第二传感器130包括第五传感器132和第六传感器134。
在该实施例中,承接前述实施例,对两个第二传感器130的分布方式做出限定。具体地,第二传感器130组由第五传感器132和第六传感器134组成。在设置距离传感器的第一圆上,第五传感器132与第三传感器122和第四传感器124之间的夹角均为90°,也就是第五传感器132设置在与第三传感器122和第四传感器124所在直径向垂直的直径上。在此基础上,第六传感器134设置在对侧,第六传感器134和第五传感器132在第一圆上的夹角需大于等于135°且小于等于225°。通过限定第五传感器132和第六传感器134之间的距离可以确保对侧距离补偿的效果,避免超出该角度区间的分布方式在转轴110出现径向波动时错误的产生脉冲信号,从而提升转轴110转速的测量精度。其中,第五传感器132和第六传感器134间的角度可以根据转轴110的实际工况做适应性调整,例如在通过工作数据确定转轴110朝某一方向的波动频率较高时,可通过调整第五传感器132和第六传感器134间的角度使第五传感器132或第六传感器134对应设置在这一高频波动方向上,从而进一步强化转轴110转速的测量精度。具体可选设置与第五传感器132间夹角为180°的第六传感器134,以使该距离传感器阵列可适用于多数场合。进而实现优化距离传感器布局,提升转轴110转速测量精度和可靠性,降低磁轴承组件100故障率的技术效果。
在上述任一实施例中,磁轴承组件100还包括:定位件140,设于转轴110的周侧;第一定位孔,设于定位件140上,第一传感器120嵌设于第一定位孔内;第二定位孔,设于定位件140上,第二传感器130嵌设于第二定位孔内。
在该实施例中,磁轴承组件100中还设置有定位件140。定位件140设置在转轴110的周侧,且与转轴110间隔设置,定位件140用于定位和安装第一传感器120和第二传感器130。具体地,定位件140上设置有第一定位孔和第二定位孔,第一定位孔用于定位安装第一传感器120,第二定位孔用于定位安装第二传感器130。通过设置该定位件140,使第一传感器120和第二传感器130可以精准定位在转轴110周侧的预定安装位置上,以提升装配精度和工作稳定性。且设置该定位件140可以降低第一传感器120和第二传感器130的装配难度。其中,定位件140为金属件,例如可以通过铝制备定位件140。且第一传感器120和第二传感器130嵌设在第一通孔和第二通孔内部。通过设置金属定位件140,并将第二传感器130和第一传感器120嵌入其内部,可以在通过定位孔的开口满足测量需求的基础上,阻止移传感器和第一传感器120所产生的电场向非测量方向延伸。从而降低移传感器和第一传感器120对定子所产生磁场的干扰。从而提升转子转动的稳定性,降低偏心转动概率。进而实现了优化磁轴承组件100结构,提升传感器定位精度和工作稳定性,提升转轴110转速测量精度,提升磁轴承组件100工作可靠性的技术效果。
在上述任一实施例中,定位件140呈环形,定位件140与转轴110共用同一轴线。
在该实施例中,对定位件140的形状和位置做出了限定。具体地,定位件140为环形定位件140,可选择为铝环。在此基础上,定位件140套设在转轴110的外周侧,与转轴110间隔设置,且环形定位件140的轴线与转轴110的轴线重合。通过设置同轴的环形定位件140,可以缩减多个第一传感器120中任意两个第一传感器120与转轴110轴线距离间的差值,同理还可以缩减多个第二传感器130中任意两个第二传感器130与转轴110轴线距离间的差值。以避免该定位所产生的距离差值影响转轴110转速和转轴110位移的测量精度。从而实现优化传感器定位结构,提升转轴110转速测量可靠性和测量精准度,提升磁轴承组件100工作稳定性的技术效果。
在上述任一实施例中,第一定位孔和第二定位孔均在定位件140的径向方向延伸。
在该实施例中,定位件140上的第一定位孔和第二定位孔均在定位件140的径向方向上延伸。因环形定位件140和转轴110同轴,所以第一定位孔和第二定位孔同样是在转轴110的径向方向上延伸,其中第一定位孔和第二定位孔的开口均朝向转轴110。设置径向延伸的第一定位孔和第二定位孔,使第一传感器120和第二传感器130的测量端可以在径向方向上对准转轴110的周侧面。避免定位偏差影响第一传感器120和第二传感器130的测量精度,提升测量所得数据的可靠性。进而实现优化传感器定位结构,提升转轴110转速测量可靠性和精准度,提升磁轴承组件100工作稳定性的技术效果。
在上述任一实施例中,磁轴承组件100还包括:电控件,设于定位件140上,与第一传感器120和第二传感器130相连接。
在该实施例中,磁轴承组件100中还设置有电控件。具体地,定位件140上设置有定位槽,电控件插接在定位槽中,以通过定位件140支撑定位电控件。其中,环形定位件140的其中一个端面上设置有围绕轴线的环形槽,环形槽连同第一定位孔、第二定位孔和定位槽,再将第一传感器120和第二传感器130分别嵌设在第一定位孔和第二定位孔内部后,部分第一传感器120和第二传感器130位于环形槽内。通过设置该环形操,可以为电控件与传感器之间的连接线路提供布置空间,避免连接线延伸至定位件140外部,防止连接线干扰转轴110转动。在此基础上,磁轴承组件100还设置有环形的盖体,盖体可以盖合在环形槽上,一方面阻止传感器所产生的电场向外延伸,另一方面可以避免连接线由环形槽脱出。进而实现优化定位件140结构,提升磁轴承组件100工作安全性合可靠性,降低磁轴承组件100故障率的技术效果。
实施例二
如图4所示,本发明的第二方面实施例提供了一种磁轴承组件的控制方法,用于控制如上述任一实施例中的磁轴承组件,磁轴承组件的控制方法包括:
步骤402,获取第一传感器和转轴间的第一距离信息,以及第二传感器和转轴间的第二距离信息;
步骤404,根据第一距离信息和第二距离信息确定凹槽的位置信息;
步骤406,根据位置信息确定转轴的转速。
在该实施例中,限定了一种用于控制上述任一实施例中的磁轴承组件工作的控制方法。其中,磁轴承组件包括定子以及环绕定子设置的转子,工作中转子在定子的作用下转动,以产生动力。在此基础上,磁轴承组件中设置有转轴,转轴可以为转子的一部分,也可以是与转子同轴连接的动力输出轴,满足转轴和转子同步转动即可。其中,转轴的周侧面上设置有凹槽,且磁轴承组件中还设置有距离传感器,距离传感器设置在转轴的周侧,也就是与转轴周侧面相对的区域中,且距离传感器上的测量端与转轴上设置有凹槽的环面相对设置。距离传感器可以测量自身与转轴表面之间的距离,磁轴承组件开启后,转轴转动,设置有凹槽的环面随即在距离传感器前方转动,在凹槽与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴之间的距离为第一距离,在未设置凹槽的转轴周侧面与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴之间的距离为第二距离,凹槽相对于转轴的周侧面内凹,则第一距离大于第二距离。因此,在凹槽每次穿过距离传感器的测量区域后,距离传感器会产生一个脉冲信号,即转轴转动一圈,随即可根据该脉冲信号确定出转轴的转速。
具体地,距离传感器包括N个第一传感器和数目与第一传感器相同的N个第二传感器,N为大于1的整数,也就是设置至少两对第一传感器和第二传感器。第一传感器和第二传感器均设置在以转轴的轴线为轴的同一个第一圆上,在该第一圆的不同位置测量自身与转轴之间的距离,测量方向则为该第一圆的径向方向。其中,N个第一传感器组合为第一测量组,N个第二传感器组合为第二测量组。
控制磁轴承组件工作的具体步骤如下:第一步,由第一传感器处获取第一传感器和转轴间的第一距离信息,同时由第二传感器处获取第二传感器和转轴间的第二距离信息。其中,将第一测量组中的N个第一传感器所测得的距离数据叠加,得到第一距离信息,将第二测量组中的N个第二传感器所测得的距离数据叠加,得到第二距离信息。第二步,根据第一距离信息和第二距离信息确定出凹槽的转动位置信息。其中,通过第一距离值和第二距离值间的差值确定凹槽是否转入某一距离传感器的测量区域中。在该测量结构下,转轴未发生径向波动时,每个距离传感器所测得的数据应相同,因此第一距离值和第二距离值相等,在转轴发生径向波动时,转轴与某一传感器之间的距离增大,则相对一侧的传感器和转轴之间的距离则会对应减小,该对侧距离补偿现象可以使求和得到的第一距离值和第二距离值相近,确保二者间可能产生的误差远小于凹槽的深度,从而消除转轴径向波动对转速测量的影响。对应地,当凹槽转入某一距离传感器的测量区域时,该测量组的求和距离值中增加了凹槽的深度,而另一组的求和距离值无法弥补这一深度,随即可通过第一距离值和第二距离值的差值的突增来确定凹槽转动的位置。第三步,根据确定出的凹槽的位置信息确定出转轴的转速。具体根据凹槽在转过任两个距离传感器间的间隔时长和这两个传感器之间的预设角度差可以确定出转轴的当前转速,该转速不会受到转轴径向波动的影响,精度和可靠性较高,从而提升测量可靠性。进而实现优化磁轴承组件结构,提升转子转速测量精度,提升磁轴承组件控制精度,降低磁轴承组件故障率的技术效果。
实施例三
如图5所示,本发明的第三方面实施例提供了一种磁轴承组件的控制装置500,磁轴承组件的控制装置500包括:获取单元502,用于获取第一传感器和转轴间的第一距离信息,以及第二传感器和转轴间的第二距离信息;第一确定单元504,用于根据第一距离信息和第二距离信息确定凹槽的位置信息;第二确定单元506,用于根据位置信息确定转轴的转速。
在该实施例中,限定了一种用于控制上述任一实施例中的磁轴承组件工作的控制装置。其中,磁轴承组件包括定子以及环绕定子设置的转子,工作中转子在定子的作用下转动,以产生动力。在此基础上,磁轴承组件中设置有转轴,转轴可以为转子的一部分,也可以是与转子同轴连接的动力输出轴,满足转轴和转子同步转动即可。其中,转轴的周侧面上设置有凹槽,且磁轴承组件中还设置有距离传感器,距离传感器设置在转轴的周侧,也就是与转轴周侧面相对的区域中,且距离传感器上的测量端与转轴上设置有凹槽的环面相对设置。距离传感器可以测量自身与转轴表面之间的距离,磁轴承组件开启后,转轴转动,设置有凹槽的环面随即在距离传感器前方转动,在凹槽与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴之间的距离为第一距离,在未设置凹槽的转轴周侧面与距离传感器的探头相对时,距离传感器和转轴之间的距离为第二距离,凹槽相对于转轴的周侧面内凹,则第一距离大于第二距离。因此,在凹槽每次穿过距离传感器的测量区域后,距离传感器会产生一个脉冲信号,即转轴转动一圈,随即可根据该脉冲信号确定出转轴的转速。
具体地,距离传感器包括N个第一传感器和数目与第一传感器相同的N个第二传感器,N为大于1的整数,也就是设置至少两对第一传感器和第二传感器。第一传感器和第二传感器均设置在以转轴的轴线为轴的同一个第一圆上,在该第一圆的不同位置测量自身与转轴之间的距离,测量方向则为该第一圆的径向方向。其中,N个第一传感器组合为第一测量组,N个第二传感器组合为第二测量组。
磁轴承组件的控制装置500包括获取单元502、第一确定单元504和第二确定单元506:获取单元502能够由第一传感器处获取第一传感器和转轴间的第一距离信息,同时由第二传感器处获取第二传感器和转轴间的第二距离信息。其中,将第一测量组中的N个第一传感器所测得的距离数据叠加,得到第一距离信息,将第二测量组中的N个第二传感器所测得的距离数据叠加,得到第二距离信息。第一确定单元504用于根据第一距离信息和第二距离信息确定出凹槽的转动位置信息。其中,通过第一距离值和第二距离值间的差值确定凹槽是否转入某一距离传感器的测量区域中。在该测量结构下,转轴未发生径向波动时,每个距离传感器所测得的数据应相同,因此第一距离值和第二距离值相等,在转轴发生径向波动时,转轴与某一传感器之间的距离增大,则相对一侧的传感器和转轴之间的距离则会对应减小,该对侧距离补偿现象可以使求和得到的第一距离值和第二距离值相近,确保二者间可能产生的误差远小于凹槽的深度,从而消除转轴径向波动对转速测量的影响。对应地,当凹槽转入某一距离传感器的测量区域时,该测量组的求和距离值中增加了凹槽的深度,而另一组的求和距离值无法弥补这一深度,随即可通过第一距离值和第二距离值的差值的突增来确定凹槽转动的位置。第二确定单元506根据确定出的凹槽的位置信息确定出转轴的转速。具体根据凹槽在转过任两个距离传感器间的间隔时长和这两个传感器之间的预设角度差可以确定出转轴的当前转速,该转速不会受到转轴径向波动的影响,精度和可靠性较高,从而提升测量可靠性。进而实现优化磁轴承组件结构,提升转子转速测量精度,提升磁轴承组件控制精度,降低磁轴承组件故障率的技术效果。
实施例四
如图6所示,本发明的第四方面实施例提供了一种磁轴承组件的控制装置600,磁轴承组件的控制装置600包括:存储器602,其上存储有程序或指令;处理器604,配置为执行程序或指令时实现前述实施例中的磁轴承组件的控制方法的步骤。
在该实施例中,提出了一种磁轴承组件的控制装置600,该控制装置包括存储器602和处理器604,存储器602用于存储指令或程序,处理器604用于调用并执行存储器602所存储的指令或程序,以实现上述任一实施例中的磁轴承组件的控制方法的步骤。因此,该控制装置具备上述任一实施例中的磁轴承组件的控制方法的优点,可实现上述实施例中的磁轴承组件的控制方法所能实现的技术效果,为避免重复,此处不再赘述。
实施例五
本发明的第五方面实施例提供了一种可读存储介质,其上存储有程序或指令,程序或指令被处理器执行时实现如前述实施例中的磁轴承组件的控制方法的步骤。
在该实施例中,提出了一种可读存储介质,该可读存储介质上存储有可被处理器调用并执行的指令或程序,当处理器执行该指令或程序时,便可实现上述任一实施例中的磁轴承组件的控制方法的步骤。因此,该可读存储介质具备上述任一实施例中的磁轴承组件的控制方法的优点,可实现上述实施例中的磁轴承组件的控制方法所能实现的技术效果,为避免重复,此处不再赘述。
实施例六
本发明的第六方面实施例提供了一种磁轴承组件,磁轴承组件包括:前述实施例中的磁轴承组件的控制装置;和/或前述实施例中的可读存储介质。
在该实施例中,提出了一种包括前述实施例中的磁轴承组件的控制装置和/或前述实施例中的可读存储介质的磁轴承组件。因此该磁轴承组件具备上述任一实施例中的磁轴承组件的控制装置和/或可读存储介质的优点,可实现上述实施例中的磁轴承组件的控制装置和/或可读存储介质所能实现的技术效果,为避免重复,此处不再赘述。
实施例七
本发明的第七方面实施例提供了一种压缩机,包括:前述任一实施例中的磁轴承组件。
在该实施例中,提出了一种包括前述实施例中的磁轴承组件的压缩机。因此该压缩机具备上述任一实施例中的磁轴承组件的优点,可实现上述实施例中的磁轴承组件所能实现的技术效果,为避免重复,此处不再赘述。
实施例八
本发明的第八方面实施例提供了一种空调器,空调器包括:上述实施例中的压缩机。
在该实施例中,提出了一种包括前述实施例中的压缩机的空调器。因此该空调器具备上述实施例中的压缩机的优点,可实现上述实施例中的压缩机所能实现的技术效果,为避免重复,此处不再赘述。
本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系,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装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;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。
Claims (15)
1.一种磁轴承组件,其特征在于,包括:
转轴,所述转轴的周侧面上设有凹槽;
距离传感器,设于所述转轴的周侧,与所述转轴上设有所述凹槽的环面相对设置,且位于第一圆上,所述距离传感器包括:
N个第一传感器;
N个第二传感器,在所述第一圆上,所述第一传感器和所述第二传感器交替设置;
其中,N为大于1的整数;
所述第一圆的圆心位于所述转轴的轴线上,所述第一圆所处平面垂直于所述转轴的轴线;
将所述N个第一传感器测得的距离数据叠加,得到第一距离值,将所述N个第二传感器测得的距离数据叠加,得到第二距离值,通过所述第一距离值和所述第二距离值的差值确定所述凹槽转动的位置。
2.根据权利要求1所述的磁轴承组件,其特征在于,所述距离传感器在所述第一圆上均匀分布。
3.根据权利要求1所述的磁轴承组件,其特征在于,所述距离传感器包括:
第三传感器;
第四传感器,在所述第一圆上,所述第三传感器和所述第四传感器间的夹角为180°;
其中,所述N个第一传感器包括所述第三传感器和所述第四传感器。
4.根据权利要求3所述的磁轴承组件,其特征在于,所述距离传感器包括:
第五传感器;
第六传感器,在所述第一圆上,所述第五传感器与所述第三传感器间的夹角为90°,所述第五传感器和所述第六传感器间的夹角的范围为:大于等于135°,且小于等于225°;
其中,所述N个第二传感器包括所述第五传感器和所述第六传感器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的磁轴承组件,其特征在于,还包括:
定位件,设于所述转轴的周侧;
第一定位孔,设于所述定位件上,所述第一传感器嵌设于所述第一定位孔内;
第二定位孔,设于所述定位件上,所述第二传感器嵌设于所述第二定位孔内。
6.根据权利要求5所述的磁轴承组件,其特征在于,所述定位件呈环形,所述定位件与所述转轴共用同一轴线。
7.根据权利要求6所述的磁轴承组件,其特征在于,所述第一定位孔和所述第二定位孔均在所述定位件的径向方向延伸。
8.根据权利要求5所述的磁轴承组件,其特征在于,还包括:
电控件,设于所述定位件上,与所述第一传感器和所述第二传感器相连接。
9.一种磁轴承组件的控制方法,用于控制如权利要求1至8中任一项所述的磁轴承组件,其特征在于,包括:
获取所述第一传感器和所述转轴间的第一距离信息,以及所述第二传感器和所述转轴间的第二距离信息;
根据所述第一距离信息和所述第二距离信息确定所述凹槽的位置信息;
根据所述位置信息确定所述转轴的转速。
10.一种磁轴承组件的控制装置,用于如权利要求1至8中任一项所述的磁轴承组件,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取第一传感器和所述转轴间的第一距离信息,以及第二传感器和转轴间的第二距离信息;
第一确定单元,用于根据所述第一距离信息和所述第二距离信息确定凹槽的位置信息;
第二确定单元,用于根据所述位置信息确定所述转轴的转速。
11.一种磁轴承组件的控制装置,其特征在于,包括:
存储器,其上存储有程序或指令;
处理器,配置为执行所述程序或指令时实现如权利要求9所述的磁轴承组件的控制方法的步骤。
12.一种可读存储介质,其上存储有程序或指令,其特征在于,所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求9所述的磁轴承组件的控制方法的步骤。
13. 一种磁轴承组件,其特征在于,包括:
如权利要求10或11所述的磁轴承组件的控制装置;和/或
所述权利要求12所述的可读存储介质。
14.一种压缩机,其特征在于,包括:
如权利要求1至8、13中任一项所述的磁轴承组件。
15.一种空调器,其特征在于,包括:
如权利要求14所述的压缩机。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111102913A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 北京致感致联科技有限公司 | 电机定子和转子间距变化的在线检测系统 |
CN113719539A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-30 | 中国人民解放军海军工程大学 | 磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统及控制方法 |
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US9853525B2 (en) * | 2012-06-12 | 2017-12-26 | Abb Research Ltd. | Magnetic bearing assembly and arrangement of position sensors for a magnetic bearing assembly |
US9559565B2 (en) * | 2013-08-22 | 2017-01-31 | Calnetix Technologies, Llc | Homopolar permanent-magnet-biased action magnetic bearing with an integrated rotational speed sensor |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111102913A (zh) * | 2018-10-29 | 2020-05-05 | 北京致感致联科技有限公司 | 电机定子和转子间距变化的在线检测系统 |
CN113719539A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-30 | 中国人民解放军海军工程大学 | 磁悬浮轴承位移传感器容错控制系统及控制方法 |
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