[實用新型]一種磁懸浮分子泵系統

無效

• 申請號: 201020696084.4
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN201908851U
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 張凱;張小章;李奇志;鄒蒙;武涵
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京中科科儀技術發展有限責任公司
• 主分類號: F04D19/04
• 分類號: F04D19/04
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

技術領域

本發明屬于流體設備領域，尤其涉及一種磁懸浮分子泵系統。

背景技術

磁懸浮分子泵是利用磁軸承產生電磁力使轉子懸浮在空中，實現轉子和定子之間無機械接觸且轉子位置可主動控制的一種新型高性能分子泵。由于磁懸浮分子泵具有無摩擦、無需潤滑、無污染、高速度、壽命長等優點，因此磁懸浮分子泵廣泛用于高真空度、高潔凈度的真空獲得領域。

磁懸浮分子泵的負載由徑向磁軸承和軸向磁軸承共同承擔。在工作過程中，磁懸浮分子泵可能需要在任意位置安裝。磁懸浮安裝在不同安裝位置時，徑向磁軸承和軸向磁軸承分擔的負載不同，磁軸承線圈電流也隨之變化，因此需要合理分配磁軸承承載力。針對分子泵安裝角α和旋轉角β變化的問題，較常見的方法是將徑向磁軸承偏置電流和軸向磁軸承偏置電流始終取各種安裝情況下所需值的最大值，以保證磁軸承產生的靜態磁場滿足承載需求，避免出現徑向磁軸承和軸向磁軸承的承載力不足；同時在分子泵安裝角α和旋轉角β變化時，采用固定的控制算法保證系統穩定。

上述方案的缺陷在于：將徑向磁軸承偏置電流和軸向磁軸承偏置電流均取最大值將導致大部分工況下磁軸承線圈偏置電流過大，功耗增加，線圈發熱嚴重。不論分子泵安裝角α和旋轉角β如何變化，控制程序采用固定的控制算法容易造成系統性能下降。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是現有磁懸浮分子泵無法根據磁懸浮分子泵安裝位置的變化調整徑向磁軸承偏置電流、軸向磁軸承偏置電流及PID參數。在此提出一種磁懸浮分子泵系統，能夠顯示安裝角α和旋轉角β的數值，據此可調用對應該安裝狀態的徑向和軸向磁軸承偏置電流和PID控制參數，使分子泵在任意位置安裝均能處于穩定的工作狀態。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：

一種磁懸浮分子泵系統，包括泵體、置于泵體內的轉子、作用于所述轉子的徑向磁軸承和軸向磁軸承，還包括，

安裝角α角度傳感器，安裝于分子泵內，用于檢測安裝角α的角度；

旋轉角β角度傳感器，安裝于分子泵內，用于檢測旋轉角β的角度；

顯示器，安裝于所述泵體的外表面，與所述安裝角α角度傳感器和所述旋轉角β角度傳感器連接并顯示其檢測的角度；

調整控制單元，用于調整分子泵的徑向磁軸承偏置電流、軸向磁軸承偏置電流和PID控制參數，其輸入端口安裝于所述泵體的外表面；

其中，以水平向右的方向為x軸正方向，垂直地面向上的方向為y軸正方向，建立直角坐標系，以磁懸浮分子泵轉子軸線相對于直角坐標系y軸正方向逆時針旋轉角度為磁懸浮分子泵的安裝角α；以徑向磁軸承定子的磁極對1產生的磁力與徑向磁軸承定子各磁極的合力的夾角為磁懸浮分子泵旋轉角β。

相比現有技術，本實用新型的有益效果在于：顯示器能夠反映出分子泵的安裝角α和旋轉角β，用戶據此可以通過調整控制單元調用該安裝狀態下對應的分子泵徑向磁軸承偏置電流、軸向磁軸承偏置電流和PID控制參數，使得分子泵保持穩定工作狀態。

附圖說明

為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中

圖1是分子泵的結構示意圖；

圖2是分子泵旋轉角β的示意圖。

圖中所示標記為：11-徑向磁軸承；12-轉子；13-顯示器；14-泵體；15-軸向磁軸承；16-調整控制單元；18-調整控制單元的輸入端口；19-安裝角α角度傳感器；20-旋轉角β角度傳感器。

具體實施方式

結合圖1和圖2所示，本實用新型涉及的分子泵系統包括泵體14、置于泵體14內的轉子12、作用于轉子12的徑向磁軸承11和軸向磁軸承15，安裝角α角度傳感器19、旋轉角β角度傳感器20、顯示器13和調整控制單元16。

安裝角α角度傳感器19安裝于泵體14內，檢測安裝角α的角度。旋轉角β角度傳感器20安裝于泵體14內，檢測旋轉角β的角度。顯示器13安裝于泵體14的外表面，與安裝角α角度傳感器19和旋轉角β角度傳感器20連接并顯示其檢測的角度。調整控制單元16用于調整分子泵的徑向磁軸承偏置電流、軸向磁軸承偏置電流和PID控制參數，其輸入端口18安裝于泵體14的外表面。

其中，以水平向右的方向為x軸正方向，垂直地面向上的方向為y軸正方向，建立直角坐標系，以磁懸浮分子泵轉子軸線相對于直角坐標系y軸正方向逆時針旋轉角度為磁懸浮分子泵的安裝角α；以徑向磁軸承定子的磁極對1產生的磁力與徑向磁軸承定子各磁極的合力的夾角為磁懸浮分子泵旋轉角β。