[发明专利]一种获取磁悬浮分子泵转子悬浮中心的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁悬浮分子泵控制方法，具体地说是一种使得一台磁悬浮分子泵控制器可以适用于不同磁悬浮分子泵的控制方法。

背景技术

分子泵是利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度，从而被压缩并驱向排气口后被前级抽走的一种真空泵。磁悬浮分子泵是利用磁轴承产生电磁力使转子悬浮在空中，实现转子和定子之间无机械接触且转子位置可主动控制的一种新型高性能分子泵。由于磁悬浮分子泵具有无摩擦、无需润滑、无污染、高速度、寿命长等优点，因此磁悬浮分子泵广泛用于高真空度、高洁净度的真空获得领域。

磁悬浮分子泵是一种高速旋转的机械，它依靠磁轴承将其转子悬浮在空中。如图1所示，磁悬浮分子泵一般包括：磁悬浮分子泵体1、磁悬浮分子泵转子2、磁悬浮分子泵叶轮3、推力盘4、磁悬浮分子泵电机5、第一径向磁轴承6、第二径向磁轴承7、轴向磁轴承8(包括第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承)、第一径向保护轴承9、第二径向保护轴承10、轴向保护轴承11、第一径向位移传感器12、第二径向位移传感器13、轴向位移传感器14、转子转速检测装置15、转子位移检测装置16、磁悬浮分子泵控制器17等。对于磁悬浮分子泵来说，由于零件加工精度以及零件装配误差的存在，磁悬浮分子泵完成装配后，径向磁轴承定子与径向保护轴承定子存在同轴度误差，轴向上下极限位置中点与上下轴向磁轴承间距中点不重合，从而导致当转子径向悬浮在径向保护轴承定子内圆中心，且转子轴向悬浮在轴向上下极限位置中点处时，径向磁轴承和轴向磁轴承气隙不均匀，磁轴承各向电磁力不均衡，影响转子工作时的稳定性。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的磁悬浮分子泵由于径向磁轴承和轴向磁轴承气隙不均匀造成的电磁力不均衡的技术问题，从而提出一种获取磁悬浮分子泵转子悬浮中心的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种获取磁悬浮分子泵转子悬浮中心的控制方法，包括如下步骤：

(1)将磁悬浮分子泵竖直放置，通过磁悬浮分子泵控制器控制磁悬浮分子泵的转子静态悬浮，通过调整所述转子在第一径向磁轴承处的径向悬浮位置，保证第一径向磁轴承各相对方向的两个磁极线圈电流均相等，获得所述转子的第一径向悬浮中心；

(2)再次调整所述转子在第二径向磁轴承处的径向悬浮位置，保证第二径向磁轴承各相对方向的两个磁极线圈电流均相等，获取所述转子的第二径向悬浮中心；

(3)将所述磁悬浮分子泵水平放置，调整所述转子的轴向悬浮位置，保证第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承线圈中的电流相等，获取所述转子的轴向悬浮中心；

(4)将所述第一径向悬浮中心、所述第二径向悬浮中心和所述轴向悬浮中心存储在存储介质中，作为所述转子的最终悬浮中心；

(5)当所述磁悬浮分子泵开始工作时，所述磁悬浮分子泵控制器控制所述转子悬浮在所述最终悬浮中心，保证系统稳定工作。

在所述步骤(1)或(2)中，径向磁轴承各相对方向的两个磁极线圈电流相等是指所述径向磁轴承相对方向两个磁极线圈中的电流幅值之差与径向磁轴承偏置电流幅值之比小于或者等于5％。

所述两个轴向磁轴承线圈中的电流幅值相等是指所述两个轴向磁轴承线圈中的电流幅值之差与轴向磁轴承偏置电流幅值之比小于或者等于5％。

所述步骤(1)中，通过调整所述转子在第一径向磁轴承处的径向悬浮位置，保证第一径向磁轴承各相对方向的两个磁极线圈电流均相等的具体方法如下：首先，磁悬浮分子泵控制器控制转子静态悬浮，测量第一径向磁轴承X向相对方向的两个磁极线圈电流；然后比对所述两个磁极线圈电流幅值是否相等，如相等，则以当前转子在第一径向磁轴承X向处的悬浮位置作为所述转子在第一径向磁轴承X向的悬浮中心；否则，所述磁悬浮分子泵控制器继续调整所述转子的悬浮位置，然后重复上述步骤，直到第一径向磁轴承X向相对方向的两个磁极线圈电流相等为止；用与获取所述转子在第一径向磁轴承X向的悬浮中心相同的方法获得第一径向磁轴承Y向的悬浮中心，从而得到所述转子在第一径向磁轴承处的悬浮中心；

采用二分法调整所述转子的悬浮位置，直到第一径向磁轴承X向相对方向的两个磁极线圈电流相等。

所述采用二分法调整所述转子的悬浮位置的过程如下：