[發明專利]一種磁懸浮分子泵動平衡方法

有效

• 申請號: 201110399467.4
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN102425562A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 張剴;武涵;李奇志;張小章;鄒蒙
• 申請（專利權）人: 北京中科科儀技術發展有限責任公司;清華大學
• 主分類號: F04D27/02
• 分類號: F04D27/02;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: 劉守憲

1.一種磁懸浮分子泵動平衡方法，其特征在于：包括

①啟動所述磁懸浮分子泵的電機(8)開始升速，開啟磁懸浮分子泵控制器(2)中的力控制不平衡振動控制模塊，由所述磁懸浮分子泵控制器(2)控制位移檢測裝置(18)采集所述磁懸浮分子泵轉子的徑向位移信號，檢測所述轉子的徑向振幅，如果在所述力控制不平衡振動控制模塊的控制下，所述轉子上的不平衡質量使所述轉子在升速過程中的最大徑向振幅不超過保護間隙的1/2，那么所述力控制不平衡振動控制模塊能夠抑制所述轉子的同頻振動，使轉子轉速超過其剛性臨界轉速，順序執行步驟②；如果轉子最大徑向振幅超過保護間隙的1/2，則采用傳統動平衡方法，首先進行低速動平衡，以保證在轉子轉速超過剛性臨界轉速過程中，轉子徑向振動始終不超過保護間隙的1/2；然后轉子轉速超過其剛性臨界轉速后，順序執行步驟②。

②所述電機(8)繼續加速，由所述位移檢測裝置(18)檢測所述轉子的徑向振動情況，當所述轉子的徑向振動幅值超過預設非額定轉速振動閾值時，停止所述電機(8)加速，使轉子轉速穩定在該轉速ω_i(i＝0，1，2…)處；由所述磁懸浮分子泵控制器(2)控制轉速檢測裝置(19)檢測此時的轉速ω_i；判斷轉速ω_i是否小于轉子額定轉速ω_E，如果ω_i小于ω_E則按順序執行步驟③，否則執行步驟⑤；

③在所述力控制不平衡振動控制模塊的控制下，進行轉子轉速為非額定轉速的動平衡操作，采用影響系數法進行動平衡，在所述轉速ω_i下進行動平衡的具體步驟如下：

3a)所述轉子上預先設置有兩個平衡面，所述轉子達到ω_i后，所述磁懸浮分子泵控制器(2)根據此時所述轉子的徑向振幅和轉速，調用動平衡模塊，記錄此時第一徑向傳感器和第二徑向傳感器測得的初始不平衡矢量V₀；

3b)關閉磁懸浮分子泵電機，將所述轉子轉速降速到0，在第一平衡面上加上試重m₁，然后按照上述過程重新啟動磁懸浮分子泵達到轉速ω_i，記錄此時第一徑向傳感器和第二徑向傳感器測得的不平衡矢量為V₁；

3c)再次將所述轉子轉速降到0，移除添加的試重m₁，在第二平衡面上加上試重m₂，然后按照上述過程重新啟動磁懸浮分子泵達到轉速ω_i，記錄此時第一徑向傳感器和第二徑向傳感器測得的不平衡矢量為V₂；

3d)M₁和M₂為對應所述兩個不平衡面的初始不平衡質量，根據影響系數法計算影響系數矩陣T，即

V₀＝T[M₁?M₂]^T

V₁＝T[M₁+m₁?M₂]^T

V₂＝T[M₁?M₂+m₂]^T

根據上述矩陣方程組獲得影響系數矩陣T，代入第一個矩陣方程，獲得初始不平衡質量矩陣[M1?M2]^T＝T^-1V₀；

3e)將所述轉子轉速降到0，在所述兩個不平衡面上分別根據步驟3d)中計算所得的相應初始不平衡質量進行加重或去重的動平衡操作；

3f)再次重新啟動所述磁懸浮分子泵，當所述轉子轉速達到ω_i時，檢測轉子的振動量是否小于預設非額定轉速振動閾值，如果小于所述預設非額定轉速振動閾值，則該轉速下動平衡完成，進行下一步；否則，重復步驟3a)-3f)直至轉子轉速達到ω_i時，檢測到的轉子的振動量小于預設非額定轉速閾值，然后按順序執行步驟④；

④令i＝i+1，重復步驟②；

⑤在所述力控制不平衡振動控制模塊的控制下，進行轉子轉速為額定轉速動平衡操作，使轉子轉速從零升至ω_E過程中，所述轉子的徑向振動幅值都小于預設非額定轉速振動閾值；并且使轉子轉速為ω_E時，所述轉子的徑向振動幅值小于預設額定轉速振動閾值且所述轉子殘余的不平衡質量小于預設不平衡質量，至此整個動平衡過程完成。