用于磁懸浮軸承的能量回饋方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁懸浮軸承領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于磁懸浮軸承的能量回饋方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁懸浮軸承被廣泛的應(yīng)用在各個磁懸浮設(shè)備(例如，磁懸浮壓縮機(jī))中，磁懸浮壓縮機(jī)啟動時必須先確保軸承控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定懸浮，停止時必須先使磁懸浮壓縮機(jī)停止轉(zhuǎn)動再停止轉(zhuǎn)軸懸浮。若磁懸浮壓縮機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，供電電源突然發(fā)生異常斷電，將導(dǎo)致磁懸浮壓縮機(jī)的電機(jī)異常斷電，并且軸承控制系統(tǒng)將因斷電而無法正常工作，進(jìn)而轉(zhuǎn)軸跌落到磁懸浮軸承上無法正常懸浮，而此時磁懸浮壓縮機(jī)的電機(jī)又處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)，整個軸承控制系統(tǒng)將會損壞。為了使磁懸浮壓縮機(jī)在異常斷電情況下，轉(zhuǎn)軸仍能穩(wěn)定懸浮，直至電機(jī)停轉(zhuǎn)，需要對軸承控制系統(tǒng)的供電進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。目前常用的方法是使用備用電源(例如，UPS電源)，當(dāng)磁懸浮壓縮機(jī)異常斷電時，軸承控制系統(tǒng)的供電切換到UPS電源，從而能夠在電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時，維持轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定懸浮。由于需要增加備用電源，導(dǎo)致成本較高。
[0003]針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于磁懸浮軸承的能量回饋方法和系統(tǒng)，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中在供電電源異常斷電的情況下，需要使用備用電源維持軸承控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定懸浮導(dǎo)致成本較高的技術(shù)問題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個方面，提供了一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統(tǒng)，包括:軸承；電機(jī)；供電電源，用于對所述軸承和所述電機(jī)供電；能量回饋裝置，與所述電機(jī)和所述軸承分別電連接，用于在所述供電電源異常斷電的情況下，將所述電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時產(chǎn)生的電能供給所述軸承。
[0006]進(jìn)一步地，所述供電電源與所述能量回饋裝置的第一端電連接，其中，所述系統(tǒng)還包括:電壓采集裝置，與所述能量回饋裝置的第一端連接，用于采集所述能量回饋裝置的第一端的輸出電壓。
[0007]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括:調(diào)節(jié)裝置，與所述電壓采集裝置連接，用于接收所述電壓采集裝置采集到的所述輸出電壓，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參考電壓和所述輸出電壓生成調(diào)制波信號；控制裝置，與所述調(diào)節(jié)裝置和所述能量回饋裝置分別連接，用于根據(jù)所述調(diào)制波信號控制所述能量回饋裝置的運(yùn)行狀態(tài)。
[0008]進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)裝置包括:電壓調(diào)節(jié)環(huán)，與所述電壓采集裝置和所述控制裝置分別連接，用于計(jì)算所述參考電壓和所述輸出電壓之差的絕對值，得到壓差絕對值，并對所述壓差絕對值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后輸出所述調(diào)制波信號至所述控制裝置。
[0009]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括:電流采集裝置，與所述電機(jī)連接，用于在所述供電電源異常斷電的情況下，采集所述電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時的輸出電流。
[0010]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括:調(diào)節(jié)裝置，與所述電壓采集裝置和所述電流采集裝置均相連接，用于接收所述電壓采集裝置采集到的所述輸出電壓和所述電流采集裝置采集到的所述輸出電流，并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參考電壓、所述輸出電壓、預(yù)先設(shè)置的參考電流以及所述輸出電流生成調(diào)制波信號；控制裝置，與所述調(diào)節(jié)裝置和所述能量回饋裝置分別連接，用于根據(jù)所述調(diào)制波信號控制所述能量回饋裝置的運(yùn)行狀態(tài)。
[0011]進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)裝置包括:電壓調(diào)節(jié)環(huán)，與所述電壓采集裝置連接，用于計(jì)算所述參考電壓和所述輸出電壓之差的絕對值，得到壓差絕對值，并對所述壓差絕對值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后輸出電流信號，其中，所述電流信號中包含參考電流；電流調(diào)節(jié)環(huán)，與所述電壓調(diào)節(jié)環(huán)和所述控制裝置均相連接，用于計(jì)算所述參考電流和所述輸出電流之差的絕對值，得到電流絕對值，并對所述電流絕對值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)后輸出調(diào)制波信號。
[0012]進(jìn)一步地，所述供電電源與所述能量回饋裝置的第一端電連接，其中，所述系統(tǒng)還包括:儲能裝置，其中，所述儲能裝置的第一端與所述能量回饋裝置的第一端連接，所述儲能裝置的第二端與所述軸承連接，用于在所述供電電源異常斷電的情況下，將存儲的電能供給所述軸承。
[0013]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括:整流裝置，其中，所述整流裝置的輸入端與所述供電電源相連接，輸出端與所述能量回饋裝置連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括:軸承控制器，其中，所述軸承控制器的輸入端與所述能量回饋裝置的第二端連接，所述軸承控制器的輸出端與所述軸承連接，其中，所述能量回饋裝置通過所述軸承控制器將所述電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時產(chǎn)生的電能供給所述軸承。
[0015]進(jìn)一步地，所述控制裝置包括:PWM輸出模塊，用于根據(jù)所述調(diào)制波信號調(diào)整所述能量回饋裝置中開關(guān)管的占空比。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，提供了一種用于磁懸浮軸承的能量回饋方法，通過上述內(nèi)容所提供的任一種所述的用于磁懸浮軸承的能量回饋系統(tǒng)進(jìn)行磁懸浮軸承的能量回饋，包括:判斷用于對電機(jī)和軸承供電的供電電源是否異常斷電；在判斷出所述供電電源異常斷電的情況下，所述能量回饋系統(tǒng)中的能量回饋裝置將所述電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時產(chǎn)生的電能供給所述軸承。
[0017]進(jìn)一步地，在判斷出所述供電電源異常斷電的情況下，所述能量回饋系統(tǒng)中的能量回饋裝置將所述電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時產(chǎn)生的電能供給所述軸承包括:獲取所述能量回饋系統(tǒng)中的電壓采集裝置采集的輸出電壓，其中，所述輸出電壓為所述能量回饋裝置的第一端輸出的電壓；所述能量回饋系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)裝置根據(jù)所述輸出電壓和預(yù)先設(shè)置的參考電壓生成調(diào)制波信號；所述能量回饋系統(tǒng)中的控制裝置根據(jù)所述調(diào)制波信號調(diào)整所述能量回饋裝置中開關(guān)管的占空比，以使所述能量回饋裝置將電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時產(chǎn)生的電能供給所述軸承。
[0018]進(jìn)一步地，在判斷出所述供電電源異常斷電的情況下，所述能量回饋系統(tǒng)中的能量回饋裝置將所述電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時產(chǎn)生的電能供給所述軸承包括:獲取所述能量回饋系統(tǒng)中的電壓采集裝置采集的輸出電壓和電流采集裝置采集的輸出電流，其中，所述輸出電壓為所述能量回饋裝置的第一端輸出的電壓，所述輸出電流為所述電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時輸出的電流；所述能量回饋系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)裝置根據(jù)所述輸出電壓、預(yù)先設(shè)置的參考電壓、輸出電流和預(yù)設(shè)設(shè)置的參考電流生成調(diào)制波信號；所述能量回饋系統(tǒng)中的控制裝置根據(jù)所述調(diào)制波信號調(diào)整所述能量回饋裝置中開關(guān)管的占空比，以使所述能量回饋裝置將電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時產(chǎn)生的電能供給所述軸承。
[0019]在本發(fā)明實(shí)施例中，采用具有以下結(jié)構(gòu)的能量回饋系統(tǒng):磁懸浮軸承；電機(jī)；供電電源，用于對所述磁懸浮軸承和所述電機(jī)供電；能量回饋裝置，與所述電機(jī)和所述磁懸浮軸承分別電連接，用于在所述供電電源異常斷電的情況下，將所述電機(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時產(chǎn)生的電能供給所述磁懸浮軸承。通過設(shè)置能量回饋裝置使得在為磁懸浮軸承和電機(jī)供電的供電電源異常斷電的情況下，能夠?qū)㈦姍C(jī)處于惰轉(zhuǎn)狀態(tài)時產(chǎn)生的電能供給磁懸浮軸承，從而保證了軸承控制系統(tǒng)在供電電源異常斷電時不被破壞，進(jìn)而使得轉(zhuǎn)軸維持穩(wěn)定的懸浮，與現(xiàn)有技術(shù)相比，達(dá)到了在供電電源異常斷電的情況下，無需額外增加備用電源就能使軸承控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)軸維持穩(wěn)定懸浮的目的，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在供電電源異常斷電的情況下，需要使用備用電源維持軸承控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)軸的穩(wěn)定懸浮導(dǎo)致成本較高的技術(shù)問題，從而實(shí)現(xiàn)了在供電電源異常斷電的情況下，降低了維持轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定懸浮的成本的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統(tǒng)的示意圖；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統(tǒng)的示意圖；
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統(tǒng)的示意圖；
[0024]圖4a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統(tǒng)的等效電路圖；
[0025]圖4b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統(tǒng)的等效電路圖；以及
[0026]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種用于磁懸浮軸承的能量回饋方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中