用于磁懸浮軸承的能量回饋方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及磁懸浮軸承領域，具體而言，涉及一種用于磁懸浮軸承的能量回饋方法和系統。
【背景技術】
[0002]磁懸浮軸承被廣泛的應用在各個磁懸浮設備(例如，磁懸浮壓縮機)中，磁懸浮壓縮機啟動時必須先確保軸承控制系統中的轉軸穩定懸浮，停止時必須先使磁懸浮壓縮機停止轉動再停止轉軸懸浮。若磁懸浮壓縮機在正常運轉時，供電電源突然發生異常斷電，將導致磁懸浮壓縮機的電機異常斷電，并且軸承控制系統將因斷電而無法正常工作，進而轉軸跌落到磁懸浮軸承上無法正常懸浮，而此時磁懸浮壓縮機的電機又處于惰轉狀態，整個軸承控制系統將會損壞。為了使磁懸浮壓縮機在異常斷電情況下，轉軸仍能穩定懸浮，直至電機停轉，需要對軸承控制系統的供電進行優化調整。目前常用的方法是使用備用電源(例如，UPS電源)，當磁懸浮壓縮機異常斷電時，軸承控制系統的供電切換到UPS電源，從而能夠在電機處于惰轉狀態時，維持轉軸的穩定懸浮。由于需要增加備用電源，導致成本較高。
[0003]針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0004]本發明實施例提供了一種用于磁懸浮軸承的能量回饋方法和系統，以至少解決現有技術中在供電電源異常斷電的情況下，需要使用備用電源維持軸承控制系統中轉軸的穩定懸浮導致成本較高的技術問題。
[0005]根據本發明實施例的一個方面，提供了一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統，包括:軸承；電機；供電電源，用于對所述軸承和所述電機供電；能量回饋裝置，與所述電機和所述軸承分別電連接，用于在所述供電電源異常斷電的情況下，將所述電機處于惰轉狀態時產生的電能供給所述軸承。
[0006]進一步地，所述供電電源與所述能量回饋裝置的第一端電連接，其中，所述系統還包括:電壓采集裝置，與所述能量回饋裝置的第一端連接，用于采集所述能量回饋裝置的第一端的輸出電壓。
[0007]進一步地，所述系統還包括:調節裝置，與所述電壓采集裝置連接，用于接收所述電壓采集裝置采集到的所述輸出電壓，并根據預先設置的參考電壓和所述輸出電壓生成調制波信號；控制裝置，與所述調節裝置和所述能量回饋裝置分別連接，用于根據所述調制波信號控制所述能量回饋裝置的運行狀態。
[0008]進一步地，所述調節裝置包括:電壓調節環，與所述電壓采集裝置和所述控制裝置分別連接，用于計算所述參考電壓和所述輸出電壓之差的絕對值，得到壓差絕對值，并對所述壓差絕對值進行PI調節后輸出所述調制波信號至所述控制裝置。
[0009]進一步地，所述系統還包括:電流采集裝置，與所述電機連接，用于在所述供電電源異常斷電的情況下，采集所述電機處于惰轉狀態時的輸出電流。
[0010]進一步地，所述系統還包括:調節裝置，與所述電壓采集裝置和所述電流采集裝置均相連接，用于接收所述電壓采集裝置采集到的所述輸出電壓和所述電流采集裝置采集到的所述輸出電流，并根據預先設置的參考電壓、所述輸出電壓、預先設置的參考電流以及所述輸出電流生成調制波信號；控制裝置，與所述調節裝置和所述能量回饋裝置分別連接，用于根據所述調制波信號控制所述能量回饋裝置的運行狀態。
[0011]進一步地，所述調節裝置包括:電壓調節環，與所述電壓采集裝置連接，用于計算所述參考電壓和所述輸出電壓之差的絕對值，得到壓差絕對值，并對所述壓差絕對值進行PI調節后輸出電流信號，其中，所述電流信號中包含參考電流；電流調節環，與所述電壓調節環和所述控制裝置均相連接，用于計算所述參考電流和所述輸出電流之差的絕對值，得到電流絕對值，并對所述電流絕對值進行PI調節后輸出調制波信號。
[0012]進一步地，所述供電電源與所述能量回饋裝置的第一端電連接，其中，所述系統還包括:儲能裝置，其中，所述儲能裝置的第一端與所述能量回饋裝置的第一端連接，所述儲能裝置的第二端與所述軸承連接，用于在所述供電電源異常斷電的情況下，將存儲的電能供給所述軸承。
[0013]進一步地，所述系統還包括:整流裝置，其中，所述整流裝置的輸入端與所述供電電源相連接，輸出端與所述能量回饋裝置連接。
[0014]進一步地，所述系統還包括:軸承控制器，其中，所述軸承控制器的輸入端與所述能量回饋裝置的第二端連接，所述軸承控制器的輸出端與所述軸承連接，其中，所述能量回饋裝置通過所述軸承控制器將所述電機處于惰轉狀態時產生的電能供給所述軸承。
[0015]進一步地，所述控制裝置包括:PWM輸出模塊，用于根據所述調制波信號調整所述能量回饋裝置中開關管的占空比。
[0016]根據本發明實施例的另一方面，提供了一種用于磁懸浮軸承的能量回饋方法，通過上述內容所提供的任一種所述的用于磁懸浮軸承的能量回饋系統進行磁懸浮軸承的能量回饋，包括:判斷用于對電機和軸承供電的供電電源是否異常斷電；在判斷出所述供電電源異常斷電的情況下，所述能量回饋系統中的能量回饋裝置將所述電機處于惰轉狀態時產生的電能供給所述軸承。
[0017]進一步地，在判斷出所述供電電源異常斷電的情況下，所述能量回饋系統中的能量回饋裝置將所述電機處于惰轉狀態時產生的電能供給所述軸承包括:獲取所述能量回饋系統中的電壓采集裝置采集的輸出電壓，其中，所述輸出電壓為所述能量回饋裝置的第一端輸出的電壓；所述能量回饋系統中的調節裝置根據所述輸出電壓和預先設置的參考電壓生成調制波信號；所述能量回饋系統中的控制裝置根據所述調制波信號調整所述能量回饋裝置中開關管的占空比，以使所述能量回饋裝置將電機處于惰轉狀態時產生的電能供給所述軸承。
[0018]進一步地，在判斷出所述供電電源異常斷電的情況下，所述能量回饋系統中的能量回饋裝置將所述電機處于惰轉狀態時產生的電能供給所述軸承包括:獲取所述能量回饋系統中的電壓采集裝置采集的輸出電壓和電流采集裝置采集的輸出電流，其中，所述輸出電壓為所述能量回饋裝置的第一端輸出的電壓，所述輸出電流為所述電機處于惰轉狀態時輸出的電流；所述能量回饋系統中的調節裝置根據所述輸出電壓、預先設置的參考電壓、輸出電流和預設設置的參考電流生成調制波信號；所述能量回饋系統中的控制裝置根據所述調制波信號調整所述能量回饋裝置中開關管的占空比，以使所述能量回饋裝置將電機處于惰轉狀態時產生的電能供給所述軸承。
[0019]在本發明實施例中，采用具有以下結構的能量回饋系統:磁懸浮軸承；電機；供電電源，用于對所述磁懸浮軸承和所述電機供電；能量回饋裝置，與所述電機和所述磁懸浮軸承分別電連接，用于在所述供電電源異常斷電的情況下，將所述電機處于惰轉狀態時產生的電能供給所述磁懸浮軸承。通過設置能量回饋裝置使得在為磁懸浮軸承和電機供電的供電電源異常斷電的情況下，能夠將電機處于惰轉狀態時產生的電能供給磁懸浮軸承，從而保證了軸承控制系統在供電電源異常斷電時不被破壞，進而使得轉軸維持穩定的懸浮，與現有技術相比，達到了在供電電源異常斷電的情況下，無需額外增加備用電源就能使軸承控制系統中的轉軸維持穩定懸浮的目的，解決了現有技術中在供電電源異常斷電的情況下，需要使用備用電源維持軸承控制系統中轉軸的穩定懸浮導致成本較高的技術問題，從而實現了在供電電源異常斷電的情況下，降低了維持轉軸穩定懸浮的成本的技術效果。
【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0021]圖1是根據本發明實施例的一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統的示意圖；
[0022]圖2是根據本發明實施例的另一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統的示意圖；
[0023]圖3是根據本發明實施例的另一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統的示意圖；
[0024]圖4a是根據本發明實施例的另一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統的等效電路圖；
[0025]圖4b是根據本發明實施例的另一種用于磁懸浮軸承的能量回饋系統的等效電路圖；以及
[0026]圖5是根據本發明實施例的一種用于磁懸浮軸承的能量回饋方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中