[发明专利]一种散热装置、平衡控制方法以及控制器

说明书

技术领域

本发明涉及通信设备的散热领域，尤其涉及的是一种散热装置、平衡控制方法以及控制器。

背景技术

随着通信设备集成度和功耗的不断增长，对于系统散热的核心部件—风扇的需求也在不断提升，因此为满足通信设备散热要求，风扇风压和风量也必须达到相应的要求，一方面，可通过提高电机的电气效率、叶片的气动效率以及降低机械损耗等等措施来提高风扇的性能，但这些措施对风扇性能的提高程度有限，很难满足未来通信设备高功耗、高密度的需求；而另一方面，提高风扇转速却能非常显著的提升风扇性能，如风扇风压P同转速平方成正比例关系，风量Q同转速成正比例关系，所以，相对风扇效率的提升，提高风扇转速更能提升风扇风压P和风量Q，目前，业界风扇技术已迈进“数万转速”时代，但随着风扇转速的提升，风扇寿命却在急速降低，如通常30000rpm的风扇，其工作温度为50度时寿命仅为2-3年，很难满足通信设备8-10的寿命要求，因此，风扇性能和寿命已成为提升通信设备性能、集成度、可靠性和寿命的主要瓶颈。此外，随着风扇的转速的提高，振动和噪声也会成为严重问题，特别是对于振动敏感的存储类产品将是一个致命的问题，严重制约了设备的集成度。

进一步分析，随风扇性能和转速的提升，作为风扇的核心器件—轴承已成为的转速提升的主要瓶颈，如动不平衡引起的离心力同转速的平方成正比例关系，风压P同转速平方成正比例关系，造成风扇轴承系统承受的径向力和轴向力同转速的平方成正比例关系，而轴承的寿命又与受力的三次方成近似的反比关系，在风扇的使用过程中，由于轴承内外圈的磨损也会造成噪声的不断增加，最终风扇噪声不断增加使得风扇寿命进一步严重下降；因此，轴承系统的承载能力和寿命成为制约风扇提升的关键因素。

发明内容

本发明实施例提供了一种散热装置、平衡控制方法以及控制器，其可有效的提升通信设备散热系统的承载能力和寿命，同时降低风扇扇叶振动与噪声。

本发明实施例第一方面提供一种散热装置，包括：

风扇外壳、固定设置在所述风扇外壳内部的电机主轴以及导流罩；

与所述电机主轴连接设置有多个固定设置有扇叶的转子，使得所述转子在所述电机主轴的带动下旋转；

所述散热装置的风扇外壳内部还固定设置有风扇静叶，所述风扇静叶用于在风扇外壳内作为承力部件，承载电机主轴和转子；

所述导流罩通过所述风扇静叶固定在所述风扇外壳内，所述导流罩设置有容置凹槽，所述电机主轴的一端间隙插设在所述导流罩的容置凹槽内，用于形成所述风扇外壳内部的空气流动通道；

间隙套设在所述电机主轴上，且分别相对应于所述转子固定设置有至少一个轴向磁轴承和至少一个径向磁轴承；

所述轴向磁轴承包括轴向磁轴承绕组，所述轴向磁轴承绕组在通电时生成沿所述电机主轴轴向的轴向磁力，所述径向磁轴承包括径向磁轴承绕组，所述径向磁轴承绕组在通电时生成沿所述电机主轴径向的径向磁力，以使所述轴向磁轴承和所述径向磁轴承通过所述轴向磁力和所述径向磁力以非接触的方式悬浮支撑所述电机主轴，使得多个所述转子分别与所述轴向磁轴承和所述径向磁轴承间隙配合；

沿所述电机主轴轴向设置有用于测量所述电机主轴当前轴向位移的轴向位移传感器，沿所述电机主轴径向设置有用于测量与所述径向磁轴承对应设置的转子的当前径向位移的径向位移传感器；

与所述轴向位移传感器、所述径向位移传感器、所述轴向磁轴承绕组和所述径向磁轴承绕组连接设置有控制器，且所述控制器用于预先确定所述电机主轴的位置中心，以使位于所述位置中心的所述电机主轴与所述轴向磁轴承和所述径向磁轴承均无机械接触；

所述控制器还用于根据所述当前轴向位移和所述位置中心确定所述电机主轴的轴向位移偏移量，并根据所述轴向位移偏移量控制流入所述轴向磁轴承绕组的电流大小，直至所述轴向位移偏移量的绝对值小于或等于预设误差量；

所述控制器还用于根据所述径向位移和所述位置中心确定所述电机主轴的径向位移偏移量，并根据所述径向位移偏移量控制流入所述径向磁轴承绕组的电流大小，直至所述径向位移偏移量的绝对值小于或等于所述预设误差量。

结合本发明实施例所提供的第一方面，本方面实施例的第一方面的第一种实现方式中，

所述预设误差量为0.1。

结合本发明实施例所提供的第一方面，本方面实施例的第一方面的第二种实现方式中，

所述轴向磁轴承中心开设有通孔，以使所述轴向磁轴承通过所述通孔间隙套设在所述电机主轴上；

所述通孔内周面上，相对且围绕所述电机主轴外周面设置有所述轴向磁轴承绕组；