[发明专利]永磁电机驱动的磁悬浮分子泵的转子悬浮中心测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种磁悬浮分子泵的转子悬浮中心测定方法，具体是一种由永磁电机驱动的磁悬浮分子泵的转子悬浮中心测定方法。 

背景技术

分子泵是一种真空泵，它是利用高速旋转的转子叶轮把动量传递给气体分子，使之获得定向速度，从而使气体被压缩、并被驱至排气口、再被前级泵抽走。磁悬浮分子泵是一种采用磁轴承作为分子泵转子支承的分子泵，它利用磁轴承将转子稳定地悬浮在空中，使转子在高速工作过程中与定子之间没有机械接触，具有无机械磨损、能耗低、允许转速高、噪声低、寿命长、无需润滑介质等优点，目前磁悬浮分子泵广泛地应用于高真空度、高洁净度真空环境的获得等领域中。

磁悬浮分子泵的内部结构如图1所示，所述磁悬浮分子泵包括泵体3、设置在所述泵体3内腔的转子轴系，所述转子轴系包括转子、第一径向磁轴承6、第二径向磁轴承9、第一轴向磁轴承13和第二轴向磁轴承15。所述转子包括转子轴7、与所述转子轴7固定的叶轮1、以及用于固定所述叶轮1的装配部件，如螺钉、螺母等。

所述转子轴7的轴线沿竖直方向设置，所述叶轮1固定设置在所述转子轴7的上部。所述转子轴7的下部设置有所述第一轴向磁轴承13、所述第二轴向磁轴承15、推力盘14以及轴向保护轴承12和用于检测所述转子轴向位移信号的轴向传感器16。所述转子轴7的中部依此间隔地套设有第一径向保护轴承4、第一径向传感器5、第一径向磁轴承6、电机8、第二径向磁轴承9、第二径向传感器10和第二径向保护轴承11等装置。所述第一径向磁轴承6包括第一径向磁轴承定子和第一径向磁轴承转子，所述第一径向磁轴承定子与所述泵体3固定连接，所述第一径向磁轴承转子与所述转子轴7固定连接。所述第一径向传感器5用于检测在所述第一径向传感器5处所述转子的位移信号，包括转子平动位移信号和转子转动位移信号。所述第二径向磁轴承9包括第二径向磁轴承定子和第二径向磁轴承转子，所述第二径向磁轴承定子与所述泵体3固定连接，所述第二径向磁轴承转子与所述转子轴7固定连接。所述第二径向传感器10用于检测在所述第二径向传感器10处所述转子的位移信号，包括转子平动位移信号和转子转动位移信号。所述转子轴7由所述第一径向磁轴承6、所述第二径向磁轴承9、所述第一轴向磁轴承13和所述第二轴向磁轴承15支承。

径向磁轴承定子一种结构如图2所示，所述径向磁轴承定子共有第一磁极31a、第二磁极31b、第三磁极32a、第四磁极32b、第五磁极33a、第六磁极33b、第七磁极34a、第八磁极34b八个磁极，其中，所述第一磁极31a和所述第二磁极31b绕有同一个线圈，构成第一磁极组；所述第三磁极32a和所述第四磁极32b绕有同一个线圈，构成第二磁极组；所述第五磁极33a和所述第六磁极33b绕有同一个线圈，构成第三磁极组；所述第七磁极34a和所述第八磁极34b绕有同一个线圈，构成第四磁极组；所述径向磁轴承相对方向的两个磁极线圈指相对方向两个磁极组线圈，比如，所述第一磁极组线圈和所述第三磁极组线圈，以及所述第二磁极组线圈和所述第四磁极组线圈。

所述磁悬浮分子泵的控制系统包括位移检测装置18、转速检测装置19和磁悬浮分子泵控制器20；所述位移检测装置18用于接收位移信号，其信号输入端与所述第一径向传感器5、所述第二径向传感器10和所述轴向传感器16的信号输出端连接，所述位移检测装置18的信号输出端与所述磁悬浮分子泵控制器20的信号输入端连接；所述转速检测装置19用于检测所述转子的转速信号，其信号输入端通过所述磁悬浮分子泵的接线端子17连接到转速检测传感器，所述转速检测装置19的信号输出端与所述磁悬浮分子泵控制器20的信号输入端连接。

所述磁悬浮分子泵控制器20根据所述位移检测装置18获得的位移信号，调用合适的控制算法进行分析运算，最终驱动相应的磁轴承（所述第一径向磁轴承6、所述第二径向磁轴承9、所述第一轴向磁轴承13和所述第二轴向磁轴承15中的一个或多个）输出电磁力对所述转子的运动施加控制。所述磁悬浮分子泵控制器20根据所述转速检测装置19获得的转速信号，对所述转子的转动实时监控，并根据需要调整所述转子的转速。

本发明中的所述磁悬浮分子泵转子指与所述转子轴7固定连接并一起旋转的包括转子轴7、第一径向磁轴承转子、第二径向磁轴承转子、第一径向传感器转子、第二径向传感器转子和电机转子、推力盘等在内的所有旋转部件。