CN104457649B - 磁悬浮***中的轴检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮***中的轴检测方法和装置，该磁悬浮***中的轴检测方法包括：检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移；根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障；以及在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转。通过本发明，能够避免磁悬浮***损坏。
Description
技术领域
本发明涉及磁悬浮领域，具体而言，涉及一种磁悬浮***中的轴检测方法和装置。
背景技术
磁悬浮轴承一般都应用在高速旋转场合，对磁悬浮轴承的可靠性要求非常高。轴在旋转过程中有可能会产生轴碰撞保护轴承的故障，在产生轴碰撞保护轴承的故障后，如果电机继续旋转，容易损坏磁悬浮***。发明人发现，轴碰撞保护轴承的故障是可能会导致磁轴承***损坏的故障之一，但是，在现有技术中，并未对轴碰撞保护轴承的故障进行检测，从而造成磁悬浮***容易损坏。
针对现有技术中磁悬浮***容易损坏的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种磁悬浮***中的轴检测方法和装置，以解决磁悬浮***容易损坏的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种磁悬浮***中的轴检测方法。
根据本发明的磁悬浮***中的轴检测方法包括：检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移；根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障；以及在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转。
进一步地，检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移包括：每间隔第一预定时间检测轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移；以及根据轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移计算轴偏离中心位置的位移。
进一步地，根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障包括：判断轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值；以及在判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。
进一步地，判断轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值包括：每间隔第二预设时间判断一次轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值，在判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障包括：在连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数大于预设次数时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。
进一步地，通过以下方式确定预定阈值：分别检测轴在X方向和Y方向可动作的最大值和最小值；以及对检测的最大值和最小值进行加权处理，计算出预定阈值。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种磁悬浮***中的轴检测装置。
根据本发明的磁悬浮***中的轴检测装置包括：检测单元，用于检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移；判断单元，用于根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障；以及控制单元，用于在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转。
进一步地，检测单元包括：检测模块，用于每间隔第一预定时间检测轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移；以及计算模块，用于根据轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移计算轴偏离中心位置的位移。
进一步地，判断单元包括：判断模块，用于判断轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值；以及确定模块，用于在判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。
进一步地，判断模块用于每间隔第二预设时间判断一次轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值，确定模块用于在连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数大于预设次数时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。
进一步地，判断模块用于通过以下方式确定预定阈值：分别检测轴在X方向和Y方向可动作的最大值和最小值；以及对检测的最大值和最小值进行加权处理，计算出预定阈值。
通过本发明，采用检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移，并且根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障，以及在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转，检测磁悬浮***中轴碰撞保护轴承的方法，解决了磁悬浮***容易损坏的问题，进而达到了避免磁悬浮***损坏的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的磁悬浮轴承的示意图；
图2是根据本发明第一实施例的磁悬浮***中的轴检测装置的示意图；
图3是根据本发明第二实施例的磁悬浮***中的轴检测装置的示意图；
图4是根据本发明第三实施例的磁悬浮***中的轴检测装置的示意图；
图5是根据本发明第一实施例的磁悬浮***中的轴检测方法的流程图；
图6是根据本发明第二实施例的磁悬浮***中的轴检测方法的流程图；
图7是根据本发明第三实施例的磁悬浮***中的轴检测方法的流程图；
图8是根据本发明第四实施例的磁悬浮***中的轴检测方法的流程图；
图9是根据本发明实施例的连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的时间与状态示意图；
图10是根据本发明实施例的判断轴偏离中心位置的位移与预定阈值结果的时间与状态示意图；以及
图11是根据本发明实施例的控制磁悬浮***中的电机停止旋转的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1是根据本发明实施例的磁悬浮轴承的示意图。如图所示，该磁悬浮轴承包括轴1和保护轴承2。其中，轴1位于保护轴承2内，在保护轴承2的外部可以设置多个线圈，使得通电后的线圈产生的磁力能够驱动保护轴承内的轴进行旋转，使轴在保护轴承内悬浮旋转。优选地，保护轴承外部的多个线圈可以对称设置，能够保证轴在保护轴承的中心悬浮旋转。
为了检测磁悬浮***中的轴是否在保护轴承的中心悬浮旋转，在保护轴承外部还可以设置多个传感器3，多个传感器可以与多个线圈设置在相同的方向。图1中的X1、Y1、X2、Y2分别表示一个传感器。
图2是根据本发明第一实施例的磁悬浮***中的轴检测装置的示意图。如图所示，该检测装置包括检测单元10、判断单元20和控制单元30。
检测单元10用于检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移。检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移，可以分别检测X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移，然后通过X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移计算得到磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移。
判断单元20用于根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障。轴在X方向偏离中心位置，则轴可能会在X方向上碰撞到保护轴承，如果轴在X方向偏离中心位置达到预定的阈值，则可以认为轴碰撞到保护轴承，存在轴碰撞保护轴承的故障；轴在Y方向偏离中心位置，则轴可能会在Y方向上碰撞到保护轴承，如果轴在Y方向偏离中心位置达到预定的阈值，则可以认为轴碰撞到保护轴承，存在轴碰撞保护轴承的故障。根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障还可以包括然后通过X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移计算得到磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移之后，如果磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移达到预定的阈值，则可以认为轴碰撞到保护轴承，存在轴碰撞保护轴承的故障。
控制单元30用于在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转。为了避免损坏磁悬浮***，在判断单元20判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中电机停止转动，从而控制磁悬浮轴承***中的轴停止转动，使磁悬浮轴承***中的轴不再碰撞保护轴承。
通过上述方法，能够及时检测到轴碰撞保护轴承的故障，并且在检测到轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转，避免了轴碰撞保护轴承的故障对磁悬浮***造成的损坏。
图3是根据本发明第二实施例的磁悬浮***中的轴检测装置的示意图。如图所示，该检测装置包括检测单元10、判断单元20和控制单元30，其中，检测单元10包括检测模块101和计算模块102。
需要说明的是，图3所示实施例中的判断单元20和控制单元30和图2所示实施例中的判断单元20和控制单元30内容相同，在此不做赘述。
检测模块101用于每间隔第一预定时间检测轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移。检测模块101可以是位移传感器，可以通过检测位移信号来检测轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移。第一预定时间可以是根据实验计算得到的时间，例如50us、100us、1ms等。检测模块101检测轴在X方向偏离中心位置的位移可以为Err_X=X–Ref_X，轴在Y方向偏离中心位置的位移可以为Err_Y=Y–Ref_Y。其中，X是轴在X方向的实际位移，Y是轴在Y方向的实际位移，Ref_X是轴在X方向的中心位置，Ref_Y是轴在Y方向的中心位置，Err_X是轴在X方向偏离中心位置的位移，Err_Y是轴在Y方向偏离中心位置的位移。
计算模块102用于根据轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移计算轴偏离中心位置的位移。在检测模块101检测到轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移之后，计算模块102可以根据轴在X方向偏离中心位置的位移Err_X和在Y方向偏离中心位置的位移Err_Y计算得到轴偏离中心位置的位移其中，Err_XY为轴偏离中心位置的位移。
图4是根据本发明第三实施例的磁悬浮***中的轴检测装置的示意图。如图所示，该检测装置包括检测单元10、判断单元20和控制单元30，其中，判断单元20包括判断模块201和确定模块202。
需要说明的是，图4所示实施例中的检测单元10和控制单元30和图2所示实施例中的检测单元10和控制单元30内容相同，在此不做赘述。
判断模块201用于判断轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值。在检测单元10检测到轴偏离中心位置的位移之后，判断模块201能够通过比较轴偏离中心位置的位移Err_XY与预定阈值，判断轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值。预定阈值可以根据实验数据总结得出，优选地，为了使预定阈值的取值更加准确，判断模块可以通过以下方式确定预定阈值：
分别检测轴在X方向和Y方向可动作的最大值和最小值。因为保护轴承的内径是有限度的，磁轴承***中的轴与保护轴承的间隙一般都在100-500um左右，因此预定阈值可以是在例如100-500um的范围内，轴在X方向可以动作的最大值（例如450um）、最小值（例如50um）和轴在Y方向可以动作的最大值（例如450um）、最小值（例如50um）。
对检测的最大值和最小值进行加权处理，计算出预定阈值。通过对检测的轴在X方向可以动作的最大值、最小值和轴在Y方向可以动作的最大值、最小值进行加权处理，可以计算出预定阈值。该预定阈值可以是轴碰撞到保护轴承的极限值。
确定模块202用于在判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。在判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值时，确定模块202确定存在轴碰撞保护轴承的故障，也就确定了轴碰撞到保护轴承。
为了更加准确的判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障，通过本发明实施例磁悬浮***中的轴检测装置中的判断模块201和确定模块202能够进一步的确定存在轴碰撞保护轴承的故障，判断模块201和确定模块202可以通过以下方法确定存在轴碰撞保护轴承的故障：
判断模块201用于每间隔第二预设时间判断一次轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值。第二预设时间可以大于第一预设时间，第二预设时间可以包括多个第一预设时间。在第二预设时间内，可以检测到多个每间隔第一预设时间得到的轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移。判断模块201能够每间隔第二预设时间判断一次在第二预设时间内检测得到的多个轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值。例如，在第二预设时间内有100个第一预设时间，则在每个第二预设时间内都存在100个轴偏离中心位置的位移，则每间隔第二预设时间判断在该第二预设时间内100个轴偏离中心位置的位移中的每个轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值。
确定模块202用于在连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数大于预设次数时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。
如果在上述100个轴偏离中心位置的位移连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数大于等于预设次数时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。如果连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数小于等于预设次数，则将之前的判断结果清零，重新判断轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数是否大于预设次数。例如，连续5次判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。如果连续判断出4次轴偏离中心位置的位移大于预定阈值，而第5次轴偏离中心位置的位移小于预定阈值，则在第6次判断时重新计数，将前5次的状态清零。其中，预设次数的取值可以与***结构、转速、负载和经验有关，如在本发明实施例的磁悬浮***里电机的旋转频率在200Hz时可以取预设次数为7，达到了比较好的检测效果，能有效避免轴碰撞时撞坏保护轴承。
通过连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数大于预设次数来确定存在轴碰撞保护轴承的故障的方法，能够避免采样误差导致的故障判断不准确，从而提高检测的精度和准确度。
本发明的实施例还提供了一种磁悬浮***中的轴检测方法。本发明实施例的磁悬浮***中的轴检测方法可以通过本发明实施例所提供的磁悬浮***中的轴检测装置来执行，本发明实施例的磁悬浮***中的轴检测装置也可以用于执行本发明实施例所提供的磁悬浮***中的轴检测方法。
以下结合附图对磁悬浮***中的轴检测方法进行详细阐述，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图5是根据本发明第一实施例的磁悬浮***中的轴检测方法的流程图。如图5所示，该方法包括如下步骤：
步骤S501，检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移。检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移，可以分别检测X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移，然后通过X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移计算得到磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移。
步骤S502，根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障。轴在X方向偏离中心位置，则轴可能会在X方向上碰撞到保护轴承，如果轴在X方向偏离中心位置达到预定的阈值，则可以认为轴碰撞到保护轴承，存在轴碰撞保护轴承的故障；轴在Y方向偏离中心位置，则轴可能会在Y方向上碰撞到保护轴承，如果轴在Y方向偏离中心位置达到预定的阈值，则可以认为轴碰撞到保护轴承，存在轴碰撞保护轴承的故障。根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障还可以包括然后通过X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移计算得到磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移之后，如果磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移达到预定的阈值，则可以认为轴碰撞到保护轴承，存在轴碰撞保护轴承的故障。
步骤S503，在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转。为了避免损坏磁悬浮***，在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中电机停止转动，从而控制磁悬浮轴承***中的轴停止转动，使磁悬浮轴承***中的轴不再碰撞保护轴承。
通过上述方法，能够及时检测到轴碰撞保护轴承的故障，并且在检测到轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转，避免了轴碰撞保护轴承的故障对磁悬浮***造成的损坏。
图6是根据本发明第二实施例的磁悬浮***中的轴检测方法的流程图。如图6所示，该方法包括如下步骤：
步骤S601，每间隔第一预定时间检测轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移。检测模块101可以是位移传感器，可以通过检测位移信号来检测轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移。第一预定时间可以是根据实验计算得到的时间，例如50us、100us、1ms等。检测模块101检测轴在X方向偏离中心位置的位移可以为Err_X=X–Ref_X，轴在Y方向偏离中心位置的位移可以为Err_Y=Y–Ref_Y。其中，X是轴在X方向的实际位移，Y是轴在Y方向的实际位移，Ref_X是轴在X方向的中心位置，Ref_Y是轴在Y方向的中心位置，Err_X是轴在X方向偏离中心位置的位移，Err_Y是轴在Y方向偏离中心位置的位移。
步骤S602，根据轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移计算轴偏离中心位置的位移。在检测模块101检测到轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移之后，计算模块102可以根据轴在X方向偏离中心位置的位移Err_X和在Y方向偏离中心位置的位移Err_Y计算得到轴偏离中心位置的位移其中，Err_XY为轴偏离中心位置的位移。
步骤S603，根据轴偏离中心位置的位移判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障。轴在X方向偏离中心位置，则轴可能会在X方向上碰撞到保护轴承，如果轴在X方向偏离中心位置达到预定的阈值，则可以认为轴碰撞到保护轴承，存在轴碰撞保护轴承的故障；轴在Y方向偏离中心位置，则轴可能会在Y方向上碰撞到保护轴承，如果轴在Y方向偏离中心位置达到预定的阈值，则可以认为轴碰撞到保护轴承，存在轴碰撞保护轴承的故障。根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障还可以包括然后通过X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移计算得到磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移之后，如果磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移达到预定的阈值，则可以认为轴碰撞到保护轴承，存在轴碰撞保护轴承的故障。
步骤S604，在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转。为了避免损坏磁悬浮***，在判断单元20判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中电机停止转动，从而控制磁悬浮轴承***中的轴停止转动，使磁悬浮轴承***中的轴不再碰撞保护轴承。
图7是根据本发明第三实施例的磁悬浮***中的轴检测方法的流程图。如图7所示，该方法包括如下步骤S701至步骤S704：
步骤S701，检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移。检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移，可以分别检测X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移，然后通过X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移计算得到磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移。
步骤S702，判断轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值。在检测单元10检测到轴偏离中心位置的位移之后，通过比较轴偏离中心位置的位移Err_XY与预定阈值，判断轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值。预定阈值可以根据实验数据总结得出，优选地，为了使预定阈值的取值更加准确，确定预定阈值的方法包括如下步骤S101至步骤S102：
步骤S101，分别检测轴在X方向和Y方向可动作的最大值和最小值。因为保护轴承的内径是有限度的，磁轴承***中的轴与保护轴承的间隙一般都在100-500um左右，因此预定阈值可以是在例如100-500um的范围内，轴在X方向可以动作的最大值（例如450um）、最小值（例如50um）和轴在Y方向可以动作的最大值（例如450um）、最小值（例如50um）。
步骤S102，对检测的最大值和最小值进行加权处理，计算出预定阈值。通过对检测的轴在X方向可以动作的最大值、最小值和轴在Y方向可以动作的最大值、最小值进行加权处理，可以计算出预定阈值。该预定阈值可以是轴碰撞到保护轴承的极限值。
步骤S703，在判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。在判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值时，确定模块202确定存在轴碰撞保护轴承的故障，也就确定了轴碰撞到保护轴承。
步骤S704，在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转。该步骤S704与图5所示实施例的步骤S503的内容相容，在次不做赘述。
图8是根据本发明第四实施例的磁悬浮***中的轴检测方法的流程图。图8所示的实施例中的磁悬浮***中的轴检测方法可以作为图7所示实施例中的磁悬浮***中的轴检测方法的优选实施方式，能够更加准确的判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障，如图8所示，该方法包括如下步骤：
步骤S801，检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移。检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移，可以分别检测X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移，然后通过X方向偏离中心位置的位移和Y方向偏离中心位置的位移计算得到磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移。
步骤S802，每间隔第二预设时间判断一次轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值。第二预设时间可以大于第一预设时间，第二预设时间可以包括多个第一预设时间。在第二预设时间内，可以检测到多个每间隔第一预设时间得到的轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移。判断模块201能够每间隔第二预设时间判断一次在第二预设时间内检测得到的多个轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值。例如，在第二预设时间内有100个第一预设时间，则在每个第二预设时间内都存在100个轴偏离中心位置的位移，则每间隔第二预设时间判断在该第二预设时间内100个轴偏离中心位置的位移中的每个轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值。
步骤S803，在连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数大于预设次数时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。如果在上述100个轴偏离中心位置的位移连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数大于等于预设次数时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。如果连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数小于等于预设次数，则将之前的判断结果清零，重新判断轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数是否大于预设次数。例如，连续5次判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。如果连续判断出4次轴偏离中心位置的位移大于预定阈值，而第5次轴偏离中心位置的位移小于预定阈值，则在第6次判断时重新计数，将前5次的状态清零。其中，预设次数的取值可以与***结构、转速、负载和经验有关，如在本发明实施例的磁悬浮***里电机的旋转频率在200Hz时可以取预设次数为7，达到了比较好的检测效果，能有效避免轴碰撞时撞坏保护轴承。
在上述判断过程，可以建立如图9所示的连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值时时间与状态的对应关系图。图中T1、T2……Tn是第一预设时间，每个第一预设时间对应的状态为0或者1。可以用1表示轴偏离中心位置的位移大于预定阈值，可以用0表示轴偏离中心位置的位移小于预定阈值。因此，图9示出了连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值，可以用来表示连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数大于预设次数，确定存在轴碰撞保护轴承的故障。
图10所示的时间与状态的对应关系图示出了判断出的轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的状态和轴偏离中心位置的位移小于预定阈值的状态，并且连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数小于等于预设次数，不能确定存在轴碰撞保护轴承的故障。
步骤S804，在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制磁悬浮***中的电机停止旋转。该实施例中的步骤S804与图7所示实施例中的步骤S704的内容相同，在此不做赘述。
通过连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数大于预设次数来确定存在轴碰撞保护轴承的故障的方法，能够避免采样误差导致的故障判断不准确，从而提高检测的精度和准确度。
图11是根据本发明实施例的控制磁悬浮***中的电机停止旋转的流程图。
如图所示，该方法通过DSP（Digital Signal Processor，简称为数字信号处理器）***实现控制磁悬浮***中的电机停止旋转。首先，进行DSP***初始化和DSP外设模块初始化，然后写中断入口地址，开CPU中断和PIE中断寄存器，然后等待中断并判断是否有中断，如果确定有中断，进入中断入口，并进行浮轴控制算法；如果确定没有中断，则继续等待中断。
等待中断可以是等待电机停止旋转的信号，在检测到轴碰撞保护轴承时，发出电机停止旋转信号，并将该电机停止旋转信号发送给中断返回，并由中断返回发送给等待中断，执行等待中断步骤，并利用浮轴控制算法控制电机停止旋转。在检测到轴未碰撞保护轴承时，将该检测信号发送给中断返回，中断返回发送信号至等待中断，确定等待中断，程序继续判断是否存在中断。
通过如图11所示的方法和步骤能够利用数字信号处理***控制电机停止旋转。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
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 (4)
1.一种磁悬浮***中的轴检测方法，其特征在于，包括：
检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移；
根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障；以及
在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制所述磁悬浮***中的电机停止旋转；
检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移包括：
每间隔第一预定时间检测所述轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移，所述第一预定时间是根据实验计算得到的时间；以及
根据所述轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移计算所述轴偏离中心位置的位移，其中，通过公式计算得到轴偏离中心位置的位移，Err_XY为轴偏离中心位置的位移，Err_X为轴在X方向偏离中心位置的位移，Err_Y为在Y方向偏离中心位置的位移；
根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障包括：
判断所述轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值；以及
在判断出所述轴偏离中心位置的位移大于所述预定阈值时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障；
判断所述轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值包括：每间隔第二预设时间判断一次所述轴偏离中心位置的位移是否大于所述预定阈值，
在判断出所述轴偏离中心位置的位移大于所述预定阈值时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障包括：在连续判断出所述轴偏离中心位置的位移大于所述预定阈值的次数大于预设次数时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障，其中，如果连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数小于等于预设次数，则将之前的判断结果清零，重新判断轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数是否大于预设次数，其中，所述第一预定时间为50us或100us或1ms，磁轴承***中的轴与保护轴承的间隙为100-500um，预定阈值在100-500um的范围内，轴在X方向可以动作的最大值为450um、最小值为50um，轴在Y方向可以动作的最大值为450um、最小值为50um。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮***中的轴检测方法，其特征在于，通过以下方式确定所述预定阈值：
分别检测所述轴在X方向和Y方向可动作的最大值和最小值；以及
对检测的所述最大值和所述最小值进行加权处理，计算出所述预定阈值。
3.一种磁悬浮***中的轴检测装置，其特征在于，包括：
检测单元，用于检测磁悬浮***中轴偏离中心位置的位移；
判断单元，用于根据检测结果判断是否存在轴碰撞保护轴承的故障；以及
控制单元，用于在判断出存在轴碰撞保护轴承的故障时，控制所述磁悬浮***中的电机停止旋转；
所述检测单元包括：
检测模块，用于每间隔第一预定时间检测所述轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移，所述第一预定时间时根据实验计算得到的时间；以及
计算模块，用于根据所述轴在X方向偏离中心位置的位移和在Y方向偏离中心位置的位移计算所述轴偏离中心位置的位移，其中，通过公式计算得到轴偏离中心位置的位移，Err_XY为轴偏离中心位置的位移，Err_X为轴在X方向偏离中心位置的位移，Err_Y为在Y方向偏离中心位置的位移；
所述判断单元包括：
判断模块，用于判断所述轴偏离中心位置的位移是否大于预定阈值；以及
确定模块，用于在判断出所述轴偏离中心位置的位移大于所述预定阈值时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障；
所述判断模块用于每间隔第二预设时间判断一次所述轴偏离中心位置的位移是否大于所述预定阈值，
所述确定模块用于在连续判断出所述轴偏离中心位置的位移大于所述预定阈值的次数大于预设次数时，确定存在轴碰撞保护轴承的故障，其中，如果连续判断出轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数小于等于预设次数，则将之前的判断结果清零，重新判断轴偏离中心位置的位移大于预定阈值的次数是否大于预设次数，其中，所述第一预定时间为50us或100us或1ms，磁轴承***中的轴与保护轴承的间隙为100-500um，预定阈值在100-500um的范围内，轴在X方向可以动作的最大值为450um、最小值为50um，轴在Y方向可以动作的最大值为450um、最小值为50um。
4.根据权利要求3所述的磁悬浮***中的轴检测装置，其特征在于，所述判断模块用于通过以下方式确定所述预定阈值：
分别检测所述轴在X方向和Y方向可动作的最大值和最小值；以及
对检测的所述最大值和所述最小值进行加权处理，计算出所述预定阈值。
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| CN114755036B (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-06 | 中国人民解放军国防科技大学 | 磁浮列车悬浮***的故障检测方法、装置、设备及介质 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015501A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-26 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 磁気軸受のスピンドル位置検出装置 |
| JPS62220827A (ja) * | 1986-03-22 | 1987-09-29 | Shimadzu Corp | 釣合試験機 |
| DE4215381A1 (de) * | 1992-05-11 | 1993-11-18 | Siemens Ag | Anordnung zur radialen und/oder axialen Positionserfassung einer Welle |
| CN101182865A (zh) * | 2007-12-27 | 2008-05-21 | 浙江飞旋科技有限公司 | 一种带有整体减振装置的磁悬浮轴承电主轴*** |
| CN101246079A (zh) * | 2008-03-21 | 2008-08-20 | 北京航空航天大学 | 五自由度主动控制磁悬浮自由摇滚*** |
| CN101487870A (zh) * | 2008-01-18 | 2009-07-22 | 通用汽车环球科技运作公司 | 共模电压基ac故障检测、确认和/或识别装置和*** |
| CN102829748A (zh) * | 2012-08-22 | 2012-12-19 | 清华大学 | 一种立式转子磁力轴承间隙自动检测方法 |
-
2013
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6015501A (ja) * | 1983-07-06 | 1985-01-26 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | 磁気軸受のスピンドル位置検出装置 |
| JPS62220827A (ja) * | 1986-03-22 | 1987-09-29 | Shimadzu Corp | 釣合試験機 |
| DE4215381A1 (de) * | 1992-05-11 | 1993-11-18 | Siemens Ag | Anordnung zur radialen und/oder axialen Positionserfassung einer Welle |
| CN101182865A (zh) * | 2007-12-27 | 2008-05-21 | 浙江飞旋科技有限公司 | 一种带有整体减振装置的磁悬浮轴承电主轴*** |
| CN101487870A (zh) * | 2008-01-18 | 2009-07-22 | 通用汽车环球科技运作公司 | 共模电压基ac故障检测、确认和/或识别装置和*** |
| CN101246079A (zh) * | 2008-03-21 | 2008-08-20 | 北京航空航天大学 | 五自由度主动控制磁悬浮自由摇滚*** |
| CN102829748A (zh) * | 2012-08-22 | 2012-12-19 | 清华大学 | 一种立式转子磁力轴承间隙自动检测方法 |
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