[發明專利]磁懸浮復合分子泵

有效

• 申請號: 201610064626.8
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105526180A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 項海銘;洪申平;沙宏磊;俞天野
• 申請（專利權）人: 天津飛旋科技研發有限公司
• 主分類號: F04D19/04
• 分類號: F04D19/04;F04D27/00;F04D29/058;F04D29/66
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳俊志

1.一種磁懸浮復合分子泵，其特征是：包括泵殼、葉輪、隔環、靜片、牽 引級定子、永磁高速電機、上保護軸承、下保護軸承、五自由度磁懸浮軸承和 控制器，所述的控制器通過信號接頭與磁懸浮復合分子泵連接，所述的五自由 度磁懸浮軸承由電磁主軸、上徑向磁力軸承、下徑向磁力軸承、上軸向磁力軸 承、下軸向磁力軸承、上徑向傳感器、下徑向傳感器、軸向傳感器、推力盤組 成，所述上徑向磁力軸承、下徑向磁力軸承、上軸向磁力軸承、下軸向磁力軸 承、上徑向傳感器、下徑向傳感器、永磁高速電機由定轉子部件組成，轉子部 件組合成電磁主軸，定子組件設置在電磁主軸外圍，軸向傳感器設置在推力盤 的下方，隔環設置在葉輪與泵殼之間。

2.根據權利要求1所述的磁懸浮復合分子泵，其特征是：所述的永磁高速 電機為霍爾永磁高速電機，電機定子鐵芯采用多片厚度為0.15-0.5mm的硅鋼片 疊壓成型，采用6磁極、12磁極或24磁極，磁極形狀為馬蹄形，在鐵芯上纏繞 線包制成；電機轉子由永磁片通過高強度膠水粘貼到電磁主軸上并通過合金或 碳纖維護套固定制成。

3.根據權利要求1所述的磁懸浮復合分子泵，其特征是：所述的上徑向磁 力軸承、下徑向磁力軸承、上軸向磁力軸承、下軸向磁力軸承分別由定子和轉 子組成，上徑向磁力軸承、下徑向磁力軸承的定子采用8磁極或16磁極，由多 片0.15-0.5mm厚硅鋼片疊壓成型，在磁極上繞制線圈制成，轉子由多片環形硅 鋼片疊壓成型；上軸向磁力軸承、下軸向磁力軸承的定子采用空心導磁鐵芯和 勵磁線圈組成，轉子由實心導磁圓盤制成。

4.根據權利要求1所述的磁懸浮復合分子泵，其特征是：所述的上徑向傳 感器、下徑向傳感器和軸向傳感器分別采用電感式或電渦流式位移傳感器。

5.根據權利要求1所述的磁懸浮復合分子泵，其特征是：所述的葉輪采用 整體式設計，選用高強度合金材料通過多軸加工中心一次銑削成型；其葉片采 用變截面設計，所述的葉輪上端面上設置有呈圓周均勻分布的螺釘孔，用于調 節轉子系統質量的不平衡分布。

6.根據權利要求1所述的磁懸浮復合分子泵，其特征是：還包括設置于霍 爾永磁高速電機定子邊緣的循環水隔環、設置于牽引級定子上的出氣口法蘭、 設置于牽引級定子基座上的保護氣體法蘭。

7.根據權利要求1所述的磁懸浮復合分子泵，其特征是：所述的控制器包 括磁懸浮軸承控制模塊和永磁高速電機控制模塊，具體包括：

通信模塊，包含A/D和D/A轉化電路；

控制算法模塊，采用集中反饋控制算法，以DSP為平臺，設有分別與轉子 系統并連的陷濾波電路、基于電感式或電渦流式位移傳感器，和與電磁主軸并 聯的信號測量電路，位移傳感器用于實時測量轉子系統位置，陷濾波電路用于 消除同頻電流，信號測量電路用于提取轉子系統的電流同頻成分；所述位移傳 感器指上徑向傳感器、下徑向傳感器和軸向傳感器；

數據采集模塊、數字濾波模塊，分別設有數據采集電路和三個數字濾波器， 分別用于合成上X/Y向軸心軌跡圖、下X/Y向軸心軌跡圖和Z向軸心軌跡圖， 實時監測和記錄分子泵運行軌跡，當運行軌跡超出預設的邊界時，發出故障警 報，實現在線高速動平衡；

PWM輸出控制模塊，包括串聯的5組運算放大電路和比較電路；

初始化模塊，用于對定子系統和轉子系統位置進行初始化。