一种磁悬浮轴承系统及其控制方法、装置和存储介质与流程

1.本发明属于磁悬浮技术领域，具体涉及一种磁悬浮轴承系统的控制方法、装置、磁悬浮轴承系统和存储介质，尤其涉及一种磁悬浮轴承的轴向控制方法、装置、磁悬浮轴承系统和存储介质。


背景技术：

2.在磁悬浮轴承控制系统中，需要对磁悬浮轴承中轴向轴承的轴向间隙进行检测，以获取轴向轴承间的轴向间隙。通过检测轴向轴承的轴向间隙，不仅可以确定轴向轴承轴向悬浮的中心位置，而且可以获取磁悬浮轴承控制系统运行前后转子伸缩变化、运行前后间隙大小的变化，基于获取到的这些参数和变化，可以提高磁悬浮轴承控制系统运行的稳定性和安全性。
3.相关方案中，轴向轴承的轴向间隙的检测方法是：磁悬浮轴承控制系统控制轴向轴承线圈的电流，通过给轴向前轴承线圈固定大小的电流，对转子产生向前电磁力，使转子止推盘直接移动到轴向的最前端，获取转子止推盘移动到轴向最前端的轴向位移信号；给轴向后轴承线圈固定大小的电流，对转子产生向后电磁力，使转子止推盘直接移动到轴向的最后端，获取转子止推盘移动到轴向最后端的轴向位移信号，通过获取前后两次移动的轴向位移信号，实现轴向间隙的检测。但是，这种检测方法可能会对磁悬浮轴承系统造成安全隐患。
4.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，提供一种磁悬浮轴承系统的控制方法、装置、磁悬浮轴承系统和存储介质，以解决相关方案中在磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中，通过使转子止推盘直接移动到轴向的最前端或最后端，会对磁悬浮轴承系统造成安全隐患的问题，达到在磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中，使转子止推盘缓缓靠向轴向的最前端和最后端，避免对磁悬浮轴承系统造成安全隐患的效果。
6.本发明提供一种磁悬浮轴承系统的控制方法中，所述磁悬浮轴承系统，包括：轴向轴承组；所述轴向轴承组，包括：前轴向轴承和后轴向轴承；所述磁悬浮轴承系统的控制方法，包括：在所述磁悬浮轴承系统的转子停浮的情况下，获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述转子的初始轴向参考位置参数；控制所述转子悬浮；其中，所述转子径向悬浮在径向中心位置、且轴向悬浮在所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置；控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，得到所述转子的当前轴向参考位置参数；控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动，以确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数；根据所述第一轴向位置参数和所述第二轴向位
置参数，确定所述磁悬浮轴承系统的轴向间隙。
7.在一些实施方式中，控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，包括：控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到所述转子的当前轴向参考位置参数；在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动之后，确定所述初始轴向参考位置参数的增加次数增加一次设定参考位置参数情况下，当前次所述一个轴向轴承的线圈电流与前一次所述一个轴向轴承的线圈电流之间的电流差值；确定所述电流差值与所述设定参考位置参数的比值，是否大于设定的电流变化率阈值：若是，则获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数；否则，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数。
8.在一些实施方式中，控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，还包括：控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到所述转子的当前轴向参考位置参数，并对所述初始轴向参考位置参数的增加次数进行累加；在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动之后，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数；依次类推，直至所述初始轴向参考位置参数的增加次数已增加至n的情况下，确定所述初始轴向参考位置参数的增加次数增加至n 1的情况下，第n 1次所述一个轴向轴承的线圈电流与第n次所述一个轴向轴承的线圈电流之间的电流差值；确定所述电流差值与所述设定参考位置参数的比值，是否大于设定的电流变化率阈值：若是，则获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数；否则，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数。
9.在一些实施方式中，控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动，以确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数，包括：先控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，移动至所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承的保护石墨处，将所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数，之后控制所述转子恢复至所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置；再控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，移动至所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的另一个轴向轴承的保护石墨处，将所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数，之后控制所述转子恢复至所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置。
10.在一些实施方式中，还包括：在已确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数的情况下，将所述第一轴向位置参数和所述第二轴向位置参数之差的绝对值的一半，作为所述转子的中心悬浮参考位置参数。
11.在一些实施方式中，所述第一轴向位置参数，包括：所述磁悬浮轴承系统运行前的第一轴向位置参数，记为运行前第一轴向位置参数；以及，所述磁悬浮轴承系统运行后的第一轴向位置参数，记为运行后第一轴向位置参数；所述第二轴向位置参数，包括：所述磁悬
浮轴承系统运行前的第二轴向位置参数，记为运行前第二轴向位置参数；以及，所述磁悬浮轴承系统运行后的第二轴向位置参数，记为运行后第二轴向位置参数；所述磁悬浮轴承系统的控制方法，还包括：将运行前第一轴向位置参数与运行后第一轴向位置参数之差的绝对值，或运行前第二轴向位置参数与运行后第二轴向位置参数之差的绝对值，确定为所述转子的伸缩变化量。
12.与上述方法相匹配，本发明另一方面提供一种磁悬浮轴承系统的控制装置中，所述磁悬浮轴承系统，包括：轴向轴承组；所述轴向轴承组，包括：前轴向轴承和后轴向轴承；所述磁悬浮轴承系统的控制装置，包括：获取单元，被配置为在所述磁悬浮轴承系统的转子停浮的情况下，获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述转子的初始轴向参考位置参数；控制单元，被配置为控制所述转子悬浮；其中，所述转子径向悬浮在径向中心位置、且轴向悬浮在所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置；所述控制单元，还被配置为控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，得到所述转子的当前轴向参考位置参数；所述控制单元，还被配置为控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动，以确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数；所述控制单元，还被配置为根据所述第一轴向位置参数和所述第二轴向位置参数，确定所述磁悬浮轴承系统的轴向间隙。
13.在一些实施方式中，所述控制单元，控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，包括：控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到所述转子的当前轴向参考位置参数；在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动之后，确定所述初始轴向参考位置参数的增加次数增加一次设定参考位置参数情况下，当前次所述一个轴向轴承的线圈电流与前一次所述一个轴向轴承的线圈电流之间的电流差值；确定所述电流差值与所述设定参考位置参数的比值，是否大于设定的电流变化率阈值：若是，则获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数；否则，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数。
14.在一些实施方式中，所述控制单元，控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，还包括：控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到所述转子的当前轴向参考位置参数，并对所述初始轴向参考位置参数的增加次数进行累加；在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动之后，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数；依次类推，直至所述初始轴向参考位置参数的增加次数已增加至n的情况下，确定所述初始轴向参考位置参数的增加次数增加至n 1的情况下，第n 1次所述一个轴向轴承的线圈电流与第n次所述一个轴向轴承的线圈电流之间的电流差值；确定所述电流差值与所述设定参考位置参数的比值，是否大于设定的电流变化率阈值：若是，则获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数；否则，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数。
15.在一些实施方式中，所述控制单元，控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动，以确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数，包括：先控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，移动至所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承的保护石墨处，将所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数，之后控制所述转子恢复至所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置；再控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，移动至所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的另一个轴向轴承的保护石墨处，将所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数，之后控制所述转子恢复至所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置。
16.在一些实施方式中，还包括：所述控制单元，还被配置为在已确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数的情况下，将所述第一轴向位置参数和所述第二轴向位置参数之差的绝对值的一半，作为所述转子的中心悬浮参考位置参数。
17.在一些实施方式中，所述第一轴向位置参数，包括：所述磁悬浮轴承系统运行前的第一轴向位置参数，记为运行前第一轴向位置参数；以及，所述磁悬浮轴承系统运行后的第一轴向位置参数，记为运行后第一轴向位置参数；所述第二轴向位置参数，包括：所述磁悬浮轴承系统运行前的第二轴向位置参数，记为运行前第二轴向位置参数；以及，所述磁悬浮轴承系统运行后的第二轴向位置参数，记为运行后第二轴向位置参数；所述磁悬浮轴承系统的控制装置，还包括：所述控制单元，还被配置为将运行前第一轴向位置参数与运行后第一轴向位置参数之差的绝对值，或运行前第二轴向位置参数与运行后第二轴向位置参数之差的绝对值，确定为所述转子的伸缩变化量。
18.与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮轴承系统，包括：以上所述的磁悬浮轴承系统的控制装置。
19.与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的磁悬浮轴承系统的控制方法。
20.由此，本发明的方案，通过在磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中，在转子悬浮时通过改变轴向悬浮位置，使转子止推盘缓缓靠向轴向的最前端和最后端，以使转子止推盘缓缓靠向最前端和最后端的保护石墨，从而，在磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中，使转子止推盘缓缓靠向轴向的最前端和最后端，避免对磁悬浮轴承系统造成安全隐患。
21.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
22.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
23.图1为磁悬浮轴承控制系统中轴向轴承的一实施例的结构示意图；
24.图2为本发明的磁悬浮轴承系统的控制方法的一实施例的流程示意图；
25.图3为本发明的方法中按第一种方式控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数的一实施例的流程示意图；
26.图4为本发明的方法中按第二种方式控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数的一实施例的流程示意图；
27.图5为本发明的方法中分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动的一实施例的流程示意图；
28.图6为本发明的磁悬浮轴承系统的控制装置的一实施例的结构示意图；
29.图7为转子悬浮稳定后使使转子缓缓移向轴的最前端的一实施例的移动过程中的结构示意图；
30.图8为转子悬浮稳定后使使转子缓缓移向轴的最后端的一实施例的移动过程中的结构示意图；
31.图9为磁悬浮轴承的轴向间隙检测方法的一实施例的流程示意图。
32.结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
33.102-获取单元；104-控制单元。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
35.图1为磁悬浮轴承控制系统中轴向轴承的一实施例的结构示意图。如图1所示，通过给轴向轴承线圈固定大小的电流，会产生电磁力f。产生的电磁力f的计算公式为：
[0036][0037]
其中，μ0为空气磁导率，n为线圈绕组匝数，a为定子(或转子)铁心的磁路横截面积。磁悬浮轴承系统的本体结构确定以后，k就是确定的，所以k为常数。i是轴承线圈的电流大小，x是转子与轴承线圈之间的距离。
[0038]
根据产生的电磁力f的计算公式，通过分析，如果轴承线圈的电流大小i固定，且电磁力f的大小能使转子向线圈方向轴向移动，x是转子与轴承线圈之间的距离x会变小，电磁力f会越来越大。所以，这种方法检测时，会使转子止推盘以一个不可控制的力和加速度撞向轴向最前端和轴向最后端。轴向轴承的轴向间隙的最前端和轴向轴承的最后端一般会设有轴向保护石墨，每一次检测间隙会使转子止推盘撞击保护石墨。长此以往使用这种检测方法，会对转子止推盘和保护石墨产生损耗，严重时可能损坏转子止推盘和保护石墨。尤其是大体型磁悬浮轴承系统中，转子质量很大，需要的电流和电磁力也更大，这种检测方法使止推盘与保护轴承的撞击更加剧烈，造成的损耗也会加剧，有损坏保护石墨的风险。
[0039]
至少为了解决相关方案中磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中，转子止推盘以一个不可控制的力和加速度撞向轴向保护石墨，从而产生撞击损耗和安全隐患的问题，本发明的方案，提供了一种磁悬浮轴承系统的控制方法，具体是一种磁悬浮轴承的轴向间隙检测方法。
[0040]
根据本发明的实施例，提供了一种磁悬浮轴承系统的控制方法，如图2所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。所述磁悬浮轴承系统，包括：轴向轴承组；所述轴向轴承组，包括：前轴向轴承和后轴向轴承。所述磁悬浮轴承系统的控制方法，包括：步骤s110至步骤s150。
[0041]
在步骤s110处，在所述磁悬浮轴承系统的转子停浮的情况下，获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述转子的初始轴向参考位置参数(如转子的轴向参考位置参数u
ref
)。
[0042]
在步骤s120处，控制所述转子悬浮，以使所述转子处于悬浮状态。其中，所述转子径向悬浮在径向中心位置、且轴向悬浮在所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置。转子径向悬浮的径向中心位置，可以是预先计算得到的，如以径向中心点作为径向中心位置。
[0043]
在步骤s130处，在所述转子悬浮的情况下，控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，得到所述转子的当前轴向参考位置参数。即，将增加设定参考位置参数之后的初始轴向参考位置参数，作为所述转子的当前轴向参考位置参数。
[0044]
在一些实施方式中，步骤s130中控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，包括：按第一种方式控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数的过程。
[0045]
下面结合图3所示本发明的方法中按第一种方式控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数的一实施例流程示意图，进一步说明按第一种方式控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数的具体过程，包括：步骤s210至步骤s230。
[0046]
步骤s210，控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到所述转子的当前轴向参考位置参数。
[0047]
步骤s220，在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动的情况下，在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动之后，确定所述初始轴向参考位置参数的增加次数增加一次设定参考位置参数情况下，当前次所述一个轴向轴承的线圈电流与前一次所述一个轴向轴承的线圈电流之间的电流差值。
[0048]
步骤s230，确定所述电流差值与所述设定参考位置参数的比值，是否大于设定的电流变化率阈值：若是，则获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数。否则，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数。
[0049]
图7为转子悬浮稳定后使使转子缓缓移向轴的最前端的一实施例的移动过程中的结构示意图，图8为转子悬浮稳定后使使转子缓缓移向轴的最后端的一实施例的移动过程中的结构示意图，图9为磁悬浮轴承的轴向间隙检测方法的一实施例的流程示意图。下面结合图7、图8和图9所示的例子，对本发明的方案提供的磁悬浮轴承的轴向间隙检测方法的具体实现过程进行示例性说明。
[0050]
如图9所示，本发明的方案提供的磁悬浮轴承的轴向间隙检测方法，包括：
[0051]
步骤1、开始检测磁悬浮轴承的轴向间隙，之后执行轴向间隙的检测步骤、以及轴
向间隙的计算步骤。
[0052]
下面以先执行轴向前间隙的检测步骤(即执行步骤21至步骤23)、再执行轴向后间隙的检测步骤(即执行步骤31至步骤33)为例进行说明。
[0053]
步骤21、控制转子径向悬浮在中心位置(即径向中心位置)，轴向悬浮在悬浮前的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)。
[0054]
在步骤21中，具体地，磁悬浮轴承控制系统检测轴向前间隙时，先获取转子停浮状态转子轴向位移传感器位移信号作为转子的轴向参考位置参数u
ref
，将该轴向参考位置参数u
ref
作为转子的轴向中心位置参数u
ref
。进而，磁悬浮轴承控制系统转子径向悬浮在径向中心位置，轴向悬浮在悬浮前的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)。
[0055]
在磁悬浮轴承控制系统转子径向悬浮在径向中心位置，轴向悬浮在悬浮前的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)之后，磁悬浮轴承控制系统控制转子五自由度悬浮，如图7所示，转子悬浮稳定后，转子开始向前轴向缓缓移动，直到接触到前保护石墨，具体参见步骤22至步骤23。
[0056]
步骤22、控制转子的轴向参考位置参数u
ref
向前轴向方向增加单位位置参数δu，即转子的当前轴向参考位置参数＝轴向参考位置参数u
ref
δu单位位置参数。
[0057]
其中，单位位置参数δu，是根据实际情况实验确定的。理论上来说，单位位置参数δu越小，在检测时转子在轴向移动速度慢，对保护石墨碰撞力度小，检测效果越好。但速度变慢也会增加检测时间。所以单位位置参数δu应在可接受的检测时间内，尽可能地小。
[0058]
步骤23、判断前轴向轴承线圈的电流变化量δif与移动的单位位置参数δu的比值δif/δu，是否大于设定的电流变化率阈值m：若是，则获取前轴向位置参数u
max
。否则，返回步骤22，继续控制转子的轴向参考位置参数u
ref
向前轴向方向增加单位位置参数δu，即转子的当前轴向参考位置参数＝轴向参考位置参数u
ref
δu单位位置参数 δu单位位置参数。
[0059]
步骤31、控制转子径向悬浮在中心位置(即径向中心位置)，轴向悬浮在悬浮前的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)。
[0060]
检测轴向后间隙，其与检测轴向前间隙的方法一样，只是方向不同。在步骤31中，具体地，磁悬浮轴承控制系统检测轴向后间隙时，先获取转子停浮状态转子轴向位移传感器位移信号作为转子的轴向参考位置参数u
ref
，将该轴向参考位置参数u
ref
作为转子的轴向中心位置参数u
ref
。进而，磁悬浮轴承控制系统转子径向悬浮在径向中心位置，轴向悬浮在悬浮后的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)。
[0061]
在磁悬浮轴承控制系统转子径向悬浮在径向中心位置，轴向悬浮在悬浮前的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)之后，磁悬浮轴承控制系统控制转子五自由度悬浮，如图8所示，转子悬浮稳定后，转子开始向后轴向缓缓移动，直到接触到后保护石墨，具体参见步骤32至步骤33。
[0062]
步骤32、控制转子轴向参考位置向后轴向方向增加单位距离δu。
[0063]
步骤33、判断后轴向轴承线圈的电流变化量δir与移动的单位距离δu的比值δir/δu，是否大于设定的电流变化率阈值m：若是，则获取后轴向位置参数u
min
。否则，返回步骤32，继续控制转子轴向参考位置向后轴向方向增加单位距离δu。
[0064]
在一些实施方式中，步骤s130中控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加
设定参考位置参数，还包括：按第二种方式控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数的过程。
[0065]
下面结合图4所示本发明的方法中按第二种方式控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数的一实施例流程示意图，进一步说明按第二种方式控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数的具体过程，包括：步骤s310至步骤s340。
[0066]
步骤s310，控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到所述转子的当前轴向参考位置参数，并对所述初始轴向参考位置参数的增加次数进行累加，如使所述初始轴向参考位置参数的增加次数加1。
[0067]
步骤s320，在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动的情况下，在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动之后，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数，并继续对所述初始轴向参考位置参数的增加次数进行累加，如使所述初始轴向参考位置参数的增加次数再加1。
[0068]
步骤s330，依次类推，直至所述初始轴向参考位置参数的增加次数已增加至n的情况下，确定所述初始轴向参考位置参数的增加次数增加至n 1的情况下，第n 1次所述一个轴向轴承的线圈电流与第n次所述一个轴向轴承的线圈电流之间的电流差值。
[0069]
步骤s340，确定所述电流差值与所述设定参考位置参数的比值，是否大于设定的电流变化率阈值：若是，则获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数。否则，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数，并继续对所述初始轴向参考位置参数的增加次数进行累加，如使所述初始轴向参考位置参数的增加次数再加1。
[0070]
参见图7至图9所示的例子，在检测轴向前间隙的过程中，结合步骤22至步骤23，基于轴向中心参考位置参数u
ref
，逐次增加参考位置参数δu，如每次增加δu的轴向参考位置参数，轴承轴向闭环控制系统会使转子向前轴向方向移动δx的距离。轴向参考位置参数δu与轴向移动距离δx是对应的，也就是说，在轴向中心参考位置参数u
ref
增加轴向参考位置参数δu的情况下，转子向前轴向方向移动的距离为轴向移动距离δx。也就是说，在转子移动到设置的参考位置(即与转子的当前轴向参考位置参数对应的当前轴向参考位置)时，再增加δu的参考位置参数。
[0071]
直至增加n次(n为正整数)参考位置参数δu后，转子终将接触到前轴向保护石墨。如果在增加n次参考位置参数δu后，转子仍未接触到前轴向保护石墨，那就继续增加参考位置参数δu，比如增加n 1次参考位置参数δu，以此类推。
[0072]
如果在增加n 1次参考位置参数δu后，转子能够接触到前轴向保护石墨，但在转子接触到前轴的保护轴承时，转子没有到达预设的轴向参考位置(即与增加n 1次参考位置参数δu后的当前轴向参考位置参数对应的当前参考位置)，此时，由于随着参考位置参数δu的不断增加，闭环控制系统的控制强度也是不断增加的，相应的轴向轴承控制电流也是在不断增加的。那么，在增加n 1次参考位置参数δu后，在转子接触到前轴的保护轴承时，但转子没有到达预设的轴向参考位置(即与增加n 1次参考位置参数δu后的当前轴向参考位置参数对应的当前参考位置)的情况下，闭环控制系统的控制强度是已经增大了的，相应
的，前轴向轴承控制电流也是迅速增加了的。
[0073]
所以，通过采样增加n 1次参考位置参数δu后的前轴向轴承线圈的电流、以及增加n 1次参考位置参数δu前的前轴向轴承线圈的电流(即增加n次参考位置参数δu后的前轴向轴承线圈的电流)，计算得到前轴向轴承线圈的电流变化量δif。进而，确定该前轴向轴承线圈的电流变化量δif与移动的单位参考位置参数δu的比值δif/δu，根据该比值δif/δu判断在增加n 1次参考位置参数δu之后、转子也发生移动了的情况下(当然，在增加n 1次参考位置参数δu后转子的移动单位距离可能是δx、也可能不足δx)，前轴向轴承线圈的电流是否是迅速增加的，也即判断转子是否已到达保护石墨。
[0074]
具体地，是判断比值δif/δu是否大于m，m是设定的电流变化率阈值：若比值δif/δu《＝m，则表明转子未到达保护石墨，此时应继续增加参考位置参数δu，以继续增加转子的轴向参考位置参数u
ref
，继续使转子向前移动。当然，若比值δif/δu》m，则说明前轴向轴承线圈的控制电流是迅速增加了的，也说明书转子已经接触到保护石墨，记录此时转子轴向位移传感器的值u
max
，作为前轴向位置参数u
max
，并迅速改变轴向参考位置参数，即将转子的当前轴向参考位置参数恢复至轴向参考位置参数u
ref
，以使转子的当前轴向参考位置参数回到轴向参考位置参数u
ref
并悬浮，以防止前轴向轴承线圈的控制电流一直增大导致过流。
[0075]
在检测轴向前间隙的过程中，结合步骤32至步骤33，基于轴向中心参考位置参数u
ref
，逐次增加参考位置参数-δu，如每次增加-δu的轴向参考位置参数，轴承轴向闭环控制系统会使转子向后轴向方向移动δx的距离。轴向参考位置参数-δu与轴向移动距离δx是对应的，也就是说，在轴向中心参考位置参数u
ref
增加轴向参考位置参数-δu的情况下，转子向后轴向方向移动的距离为轴向移动距离δx。也就是说，在转子移动到设置的参考位置(即与转子的当后轴向参考位置参数对应的当后轴向参考位置)时，再增加-δu的参考位置参数。
[0076]
直至增加n次(n为正整数)参考位置参数-δu后，转子终将接触到后轴向保护石墨。如果在增加n次参考位置参数-δu后，转子仍未接触到后轴向保护石墨，那就继续增加参考位置参数-δu，比如增加n 1次参考位置参数-δu，以此类推。
[0077]
如果在增加n 1次参考位置参数-δu后，转子能够接触到后轴向保护石墨，但在转子接触到前轴的保护轴承时，转子没有到达预设的轴向参考位置(即与增加n 1次参考位置参数-δu后的当后轴向参考位置参数对应的当前参考位置)，此时，由于随着参考位置参数-δu的不断增加，闭环控制系统的控制强度也是不断增加的，相应的轴向轴承控制电流也是在不断增加的。那么，在增加n 1次参考位置参数-δu后，在转子接触到前轴的保护轴承时，但转子没有到达预设的轴向参考位置(即与增加n 1次参考位置参数-δu后的当后轴向参考位置参数对应的当前参考位置)的情况下，闭环控制系统的控制强度是已经增大了的，相应的，后轴向轴承控制电流也是迅速增加了的。
[0078]
所以，通过采样增加n 1次参考位置参数-δu后的后轴向轴承线圈的电流、以及增加n 1次参考位置参数-δu前的后轴向轴承线圈的电流(即增加n次参考位置参数-δu后的后轴向轴承线圈的电流)，计算得到后轴向轴承线圈的电流变化量δir。进而，确定该后轴向轴承线圈的电流变化量δir与移动的单位参考位置参数δu的比值δir/δu，根据该比值δir/δu判断在增加n 1次参考位置参数-δu之后、转子也发生移动了的情况下(当然，在
增加n 1次参考位置参数-δu后转子的移动单位距离可能是δx、也可能不足δx)，后轴向轴承线圈的电流是否是迅速增加的，也即判断转子是否已到达保护石墨。
[0079]
具体地，是判断比值δir/δu是否大于m，m是设定的电流变化率阈值：若比值δir/δu《＝m，则表明转子未到达保护石墨，此时应继续增加参考位置参数-δu，以继续增加转子的轴向参考位置参数u
ref
，继续使转子向后移动。当然，若比值δir/δu》m，则说明后轴向轴承线圈的控制电流是迅速增加了的，也说明书转子已经接触到保护石墨，记录此时转子轴向位移传感器的值u
min
，作为后轴向位置参数u
min
，并迅速停止磁悬浮轴承控制系统对轴向自由度的控制，以防止后轴向轴承线圈的控制电流一直增大导致过流。
[0080]
其中，迅速停止磁悬浮轴承控制系统对轴向自由度的控制，包括：关闭轴向轴承控制电流，即，使轴向轴承控制电流为0，即可迅速停止磁悬浮轴承系统对轴向自由度的控制。
[0081]
在步骤s140处，仍然在所述转子悬浮的情况下，控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动，以确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数。其中，所述第一轴向位置参数，是轴向轴承的最前端和最后端中的一端的轴向位置参数。所述第二轴向位置参数，是轴向轴承的最前端和最后端中的另一端的轴向位置参数。
[0082]
在一些实施方式中，步骤s140中控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动，以确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数的具体过程，参见以下示例性说明。
[0083]
下面结合图5所示本发明的方法中分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动的一实施例流程示意图，进一步说明步骤s140中分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动的具体过程，包括：步骤s410至步骤s420。
[0084]
步骤s410，先控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，移动至所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承的保护石墨处，将所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数(如前轴向位置参数u
max
)，之后控制所述转子恢复至所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置。例如：在获取前轴向位置参数u
max
的情况下，迅速改变轴向参考位置参数，以防止前轴向轴承线圈的控制电流一直增大导致过流。
[0085]
步骤s420，再控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，移动至所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的另一个轴向轴承的保护石墨处，将所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数(如后轴向位置参数u
min
)，之后控制所述转子恢复至所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置。例如：在获取后轴向位置参数u
min
的情况下，迅速停止磁悬浮轴承控制系统对轴向自由度的控制，以防止后轴向轴承线圈的控制电流一直增大导致过流。
[0086]
参见图7至图9所示的例子，其中，轴向间隙的检测步骤，包括：轴向前间隙的检测步骤和轴向后间隙的检测步骤。具体地，在执行轴向间隙的检测步骤时，可以先执行轴向前间隙的检测步骤(即执行步骤21至步骤23)、再执行轴向后间隙的检测步骤(即执行步骤31至步骤33)。当然，也可以先执行轴向后间隙的检测步骤(即执行步骤31至步骤33)、再执行轴向前间隙的检测步骤(即执行步骤21至步骤23)。
[0087]
如图9所示，本发明的方案提供的磁悬浮轴承的轴向间隙检测方法，还包括：
[0088]
步骤4、轴向间隙的计算步骤，即：利用前轴向位置参数u
max
和后轴向位置参数u
min
计算轴向间隙。也就是说，获取到的前轴向位置参数u
max
和后轴向位置参数u
min
为转子在轴向的最大活动范围，利用u
max-u
min
的差值即可计算出轴向间隙(即将u
max-u
min
的差值作为转子的轴向间隙)。
[0089]
其中，u表示轴向位移传感器与轴向检测面的电压采样信号，任何一个u都可对应一个轴向位移传感器与轴向检测面的距离长度x，它们是线性关系。u
max
对应位移传感器与轴向位移检测面最远距离(此时转子在轴向轴向最前端)，u
min
对应位移传感器与轴向位移检测面最近距离(此时转子在轴向最后端)。所以u
max-u
min
对应x
max-x
min
，这样就能用u
max-u
min
表示转子轴向间隙。
[0090]
步骤5、检测轴向间隙结束。
[0091]
在步骤s150处，根据所述第一轴向位置参数和所述第二轴向位置参数，确定所述磁悬浮轴承系统的轴向间隙。
[0092]
本发明的方案，提供了一种磁悬浮轴承的轴向间隙检测方法，检测轴向间隙时，不是给轴向轴承线圈固定大小的电流使转子止推盘直接撞向轴向保护石墨，而是在转子悬浮时通过改变轴向悬浮位置使转子止推盘缓缓靠向保护石墨，避免了转子止推盘与保护石墨接触时产生碰撞。
[0093]
这样，通过在磁悬浮轴承的轴向间隙检测过程中，使得转子止推盘缓慢靠向轴向两端保护石墨，有效避免转子止推盘与保护轴承的撞击，从而减少转子止推盘与保护石墨之间的损耗，延长保护石墨的使用寿命，提高了磁悬浮轴承控制系统的稳定性与安全性。从而，解决了相关方案的磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中转子止推盘与保护石墨的撞击产生撞击损耗和安全隐患的问题，以保护转子止推盘、延长保护石墨使用寿命。
[0094]
在一些实施方式中，以上所述的磁悬浮轴承系统的控制方法，还包括：在已确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数的情况下，将所述第一轴向位置参数和所述第二轴向位置参数之差的绝对值的一半，作为所述转子的中心悬浮参考位置参数。
[0095]
在一些进一步地实施方式中，在本发明的方案中，可以根据确定的转子在轴向的最大活动范围，确定轴向中心悬浮参考位置。具体地，在使用本发明所述的检测方法后，获取到的前轴向位置参数u
max
和后轴向位置参数u
min
为转子在轴向的最大活动范围，所以中心悬浮参考位置为：u
ref
＝(u
max-u
min
)/2。
[0096]
在一些实施方式中，所述第一轴向位置参数，包括：所述磁悬浮轴承系统运行前的第一轴向位置参数，记为运行前第一轴向位置参数，如u
max前
。以及，所述磁悬浮轴承系统运行后的第一轴向位置参数，记为运行后第一轴向位置参数，如u
max后
。
[0097]
所述第二轴向位置参数，包括：所述磁悬浮轴承系统运行前的第二轴向位置参数，记为运行前第二轴向位置参数，如u
min前
。以及，所述磁悬浮轴承系统运行后的第二轴向位置参数，记为运行后第二轴向位置参数，如u
min后
。
[0098]
以上所述的磁悬浮轴承系统的控制方法，还包括：将运行前第一轴向位置参数与运行后第一轴向位置参数之差的绝对值，或运行前第二轴向位置参数与运行后第二轴向位置参数之差的绝对值，确定为所述转子的伸缩变化量。
[0099]
在一些进一步地实施方式中，在本发明的方案中，可以根据确定的转子在轴向的最大活动范围，检测磁悬浮轴承控制系统运行前后转子伸缩变化。
[0100]
具体地，在磁悬浮轴承控制系统运行之前、以及在磁悬浮轴承控制系统运行后，分别使用本发明所述的检测方法，分别得到磁悬浮轴承控制系统运行前的u
max前
、u
min前
和磁悬浮轴承控制系统运行后的u
max后
、如u
min后
。
[0101]
例如：可表示转子伸缩变化量＝|u
max前-u
max后
|＝|u
min前-如u
min后
|。
[0102]
本发明的方案提出的磁悬浮轴承的轴向间隙检测方法，是将转子悬浮起来后，通过改变轴向悬浮参考位置，使转子缓缓移向轴的最前端和最后端，并通过位移传感器的采样电压值确定轴向间隙，实现轴向轴承的轴向间隙的检测。这样的检测方法，避免了转子对保护石墨的冲击，增加转子和保护石墨的使用寿命，避免了安全隐患。
[0103]
采用本实施例的技术方案，通过在磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中，在转子悬浮时通过改变轴向悬浮位置，使转子止推盘缓缓靠向轴向的最前端和最后端，以使转子止推盘缓缓靠向最前端和最后端的保护石墨，从而，在磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中，使转子止推盘缓缓靠向轴向的最前端和最后端，避免对磁悬浮轴承系统造成安全隐患。
[0104]
根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮轴承系统的控制方法的一种磁悬浮轴承系统的控制装置。参见图6所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。所述磁悬浮轴承系统，包括：轴向轴承组。所述轴向轴承组，包括：前轴向轴承和后轴向轴承。所述磁悬浮轴承系统的控制装置，包括：获取单元102和控制单元104。
[0105]
其中，获取单元102，被配置为在所述磁悬浮轴承系统的转子停浮的情况下，获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述转子的初始轴向参考位置参数(如转子的轴向参考位置参数u
ref
)。该获取单元102的具体功能及处理参见步骤s110。
[0106]
控制单元104，被配置为控制所述转子悬浮，以使所述转子处于悬浮状态。其中，所述转子径向悬浮在径向中心位置、且轴向悬浮在所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置。转子径向悬浮的径向中心位置，可以是预先计算得到的，如以径向中心点作为径向中心位置。该控制单元104的具体功能及处理参见步骤s120。
[0107]
所述控制单元104，还被配置为在所述转子悬浮的情况下，控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，得到所述转子的当前轴向参考位置参数。即，将增加设定参考位置参数之后的初始轴向参考位置参数，作为所述转子的当前轴向参考位置参数。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s130。
[0108]
在一些实施方式中，所述控制单元104，控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，包括：按第一种方式控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数的过程，具体如下：
[0109]
所述控制单元104，具体还被配置为控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到所述转子的当前轴向参考位置参数。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s210。
[0110]
所述控制单元104，具体还被配置为在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动的情况下，在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴
承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动之后，确定所述初始轴向参考位置参数的增加次数增加一次设定参考位置参数情况下，当前次所述一个轴向轴承的线圈电流与前一次所述一个轴向轴承的线圈电流之间的电流差值。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s220。
[0111]
所述控制单元104，具体还被配置为确定所述电流差值与所述设定参考位置参数的比值，是否大于设定的电流变化率阈值：若是，则获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数。否则，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s230。
[0112]
图7为转子悬浮稳定后使使转子缓缓移向轴的最前端的一实施例的移动过程中的结构示意图，图8为转子悬浮稳定后使使转子缓缓移向轴的最后端的一实施例的移动过程中的结构示意图，图9为磁悬浮轴承的轴向间隙检测装置的一实施例的流程示意图。下面结合图7、图8和图9所示的例子，对本发明的方案提供的磁悬浮轴承的轴向间隙检测装置的具体实现过程进行示例性说明。
[0113]
如图9所示，本发明的方案提供的磁悬浮轴承的轴向间隙检测装置，包括：
[0114]
步骤1、开始检测磁悬浮轴承的轴向间隙，之后执行轴向间隙的检测步骤、以及轴向间隙的计算步骤。
[0115]
下面以先执行轴向前间隙的检测步骤(即执行步骤21至步骤23)、再执行轴向后间隙的检测步骤(即执行步骤31至步骤33)为例进行说明。
[0116]
步骤21、控制转子径向悬浮在中心位置(即径向中心位置)，轴向悬浮在悬浮前的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)。
[0117]
在步骤21中，具体地，磁悬浮轴承控制系统检测轴向前间隙时，先获取转子停浮状态转子轴向位移传感器位移信号作为转子的轴向参考位置参数u
ref
，将该轴向参考位置参数u
ref
作为转子的轴向中心位置参数u
ref
。进而，磁悬浮轴承控制系统转子径向悬浮在径向中心位置，轴向悬浮在悬浮前的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)。
[0118]
在磁悬浮轴承控制系统转子径向悬浮在径向中心位置，轴向悬浮在悬浮前的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)之后，磁悬浮轴承控制系统控制转子五自由度悬浮，如图7所示，转子悬浮稳定后，转子开始向前轴向缓缓移动，直到接触到前保护石墨，具体参见步骤22至步骤23。
[0119]
步骤22、控制转子的轴向参考位置参数u
ref
向前轴向方向增加单位位置参数δu，即转子的当前轴向参考位置参数＝轴向参考位置参数u
ref
δu单位位置参数。
[0120]
步骤23、判断前轴向轴承线圈的电流变化量δif与移动的单位位置参数δu的比值δif/δu，是否大于设定的电流变化率阈值m：若是，则获取前轴向位置参数u
max
。否则，返回步骤22，继续控制转子的轴向参考位置参数u
ref
向前轴向方向增加单位位置参数δu，即转子的当前轴向参考位置参数＝轴向参考位置参数u
ref
δu单位位置参数 δu单位位置参数。
[0121]
步骤31、控制转子径向悬浮在中心位置(即径向中心位置)，轴向悬浮在悬浮前的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)。
[0122]
检测轴向后间隙，其与检测轴向前间隙的装置一样，只是方向不同。在步骤31中，
具体地，磁悬浮轴承控制系统检测轴向后间隙时，先获取转子停浮状态转子轴向位移传感器位移信号作为转子的轴向参考位置参数u
ref
，将该轴向参考位置参数u
ref
作为转子的轴向中心位置参数u
ref
。进而，磁悬浮轴承控制系统转子径向悬浮在径向中心位置，轴向悬浮在悬浮后的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)。
[0123]
在磁悬浮轴承控制系统转子径向悬浮在径向中心位置，轴向悬浮在悬浮前的位置(即轴向参考位置或轴向中心位置)之后，磁悬浮轴承控制系统控制转子五自由度悬浮，如图8所示，转子悬浮稳定后，转子开始向后轴向缓缓移动，直到接触到后保护石墨，具体参见步骤32至步骤33。
[0124]
步骤32、控制转子轴向参考位置向后轴向方向增加单位距离δu。
[0125]
步骤33、判断后轴向轴承线圈的电流变化量δir与移动的单位距离δu的比值δir/δu，是否大于设定的电流变化率阈值m：若是，则获取后轴向位置参数u
min
。否则，返回步骤32，继续控制转子轴向参考位置向后轴向方向增加单位距离δu。
[0126]
在一些实施方式中，所述控制单元104，控制所述初始轴向参考位置参数按设定方式增加设定参考位置参数，还包括：按第二种方式控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数的过程，具体如下：
[0127]
所述控制单元104，具体还被配置为控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到所述转子的当前轴向参考位置参数，并对所述初始轴向参考位置参数的增加次数进行累加，如使所述初始轴向参考位置参数的增加次数加1。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s310。
[0128]
所述控制单元104，具体还被配置为在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动的情况下，在控制所述转子基于以上得到的所述转子的当前轴向参考位置参数向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承移动之后，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数，并继续对所述初始轴向参考位置参数的增加次数进行累加，如使所述初始轴向参考位置参数的增加次数再加1。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s320。
[0129]
所述控制单元104，具体还被配置为依次类推，直至所述初始轴向参考位置参数的增加次数已增加至n的情况下，确定所述初始轴向参考位置参数的增加次数增加至n 1的情况下，第n 1次所述一个轴向轴承的线圈电流与第n次所述一个轴向轴承的线圈电流之间的电流差值。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s330。
[0130]
所述控制单元104，具体还被配置为确定所述电流差值与所述设定参考位置参数的比值，是否大于设定的电流变化率阈值：若是，则获取所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数。否则，继续控制所述初始轴向参考位置参数增加设定参考位置参数，以得到新的所述转子的当前轴向参考位置参数，并继续对所述初始轴向参考位置参数的增加次数进行累加，如使所述初始轴向参考位置参数的增加次数再加1。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s340。
[0131]
参见图7至图9所示的例子，在检测轴向前间隙的过程中，结合步骤22至步骤23，基于轴向中心参考位置参数u
ref
，逐次增加参考位置参数δu，如每次增加δu的轴向参考位置参数，轴承轴向闭环控制系统会使转子向前轴向方向移动δx的距离。轴向参考位置参数δ
u与轴向移动距离δx是对应的，也就是说，在轴向中心参考位置参数u
ref
增加轴向参考位置参数δu的情况下，转子向前轴向方向移动的距离为轴向移动距离δx。也就是说，在转子移动到设置的参考位置(即与转子的当前轴向参考位置参数对应的当前轴向参考位置)时，再增加δu的参考位置参数。
[0132]
直至增加n次(n为正整数)参考位置参数δu后，转子终将接触到前轴向保护石墨。如果在增加n次参考位置参数δu后，转子仍未接触到前轴向保护石墨，那就继续增加参考位置参数δu，比如增加n 1次参考位置参数δu，以此类推。
[0133]
如果在增加n 1次参考位置参数δu后，转子能够接触到前轴向保护石墨，但在转子接触到前轴的保护轴承时，转子没有到达预设的轴向参考位置(即与增加n 1次参考位置参数δu后的当前轴向参考位置参数对应的当前参考位置)，此时，由于随着参考位置参数δu的不断增加，闭环控制系统的控制强度也是不断增加的，相应的轴向轴承控制电流也是在不断增加的。那么，在增加n 1次参考位置参数δu后，在转子接触到前轴的保护轴承时，但转子没有到达预设的轴向参考位置(即与增加n 1次参考位置参数δu后的当前轴向参考位置参数对应的当前参考位置)的情况下，闭环控制系统的控制强度是已经增大了的，相应的，前轴向轴承控制电流也是迅速增加了的。
[0134]
所以，通过采样增加n 1次参考位置参数δu后的前轴向轴承线圈的电流、以及增加n 1次参考位置参数δu前的前轴向轴承线圈的电流(即增加n次参考位置参数δu后的前轴向轴承线圈的电流)，计算得到前轴向轴承线圈的电流变化量δif。进而，确定该前轴向轴承线圈的电流变化量δif与移动的单位参考位置参数δu的比值δif/δu，根据该比值δif/δu判断在增加n 1次参考位置参数δu之后、转子也发生移动了的情况下(当然，在增加n 1次参考位置参数δu后转子的移动单位距离可能是δx、也可能不足δx)，前轴向轴承线圈的电流是否是迅速增加的，也即判断转子是否已到达保护石墨。
[0135]
具体地，是判断比值δif/δu是否大于m，m是设定的电流变化率阈值：若比值δif/δu《＝m，则表明转子未到达保护石墨，此时应继续增加参考位置参数δu，以继续增加转子的轴向参考位置参数u
ref
，继续使转子向前移动。当然，若比值δif/δu》m，则说明前轴向轴承线圈的控制电流是迅速增加了的，也说明书转子已经接触到保护石墨，记录此时转子轴向位移传感器的值u
max
，作为前轴向位置参数u
max
，并迅速改变轴向参考位置参数，即将转子的当前轴向参考位置参数恢复至轴向参考位置参数u
ref
，以使转子的当前轴向参考位置参数回到轴向参考位置参数u
ref
并悬浮，以防止前轴向轴承线圈的控制电流一直增大导致过流。
[0136]
在检测轴向前间隙的过程中，结合步骤32至步骤33，基于轴向中心参考位置参数u
ref
，逐次增加参考位置参数-δu，如每次增加-δu的轴向参考位置参数，轴承轴向闭环控制系统会使转子向后轴向方向移动δx的距离。轴向参考位置参数-δu与轴向移动距离δx是对应的，也就是说，在轴向中心参考位置参数u
ref
增加轴向参考位置参数-δu的情况下，转子向后轴向方向移动的距离为轴向移动距离δx。也就是说，在转子移动到设置的参考位置(即与转子的当后轴向参考位置参数对应的当后轴向参考位置)时，再增加-δu的参考位置参数。
[0137]
直至增加n次(n为正整数)参考位置参数-δu后，转子终将接触到后轴向保护石墨。如果在增加n次参考位置参数-δu后，转子仍未接触到后轴向保护石墨，那就继续增加
参考位置参数-δu，比如增加n 1次参考位置参数-δu，以此类推。
[0138]
如果在增加n 1次参考位置参数-δu后，转子能够接触到后轴向保护石墨，但在转子接触到前轴的保护轴承时，转子没有到达预设的轴向参考位置(即与增加n 1次参考位置参数-δu后的当后轴向参考位置参数对应的当前参考位置)，此时，由于随着参考位置参数-δu的不断增加，闭环控制系统的控制强度也是不断增加的，相应的轴向轴承控制电流也是在不断增加的。那么，在增加n 1次参考位置参数-δu后，在转子接触到前轴的保护轴承时，但转子没有到达预设的轴向参考位置(即与增加n 1次参考位置参数-δu后的当后轴向参考位置参数对应的当前参考位置)的情况下，闭环控制系统的控制强度是已经增大了的，相应的，后轴向轴承控制电流也是迅速增加了的。
[0139]
所以，通过采样增加n 1次参考位置参数-δu后的后轴向轴承线圈的电流、以及增加n 1次参考位置参数-δu前的后轴向轴承线圈的电流(即增加n次参考位置参数-δu后的后轴向轴承线圈的电流)，计算得到后轴向轴承线圈的电流变化量δir。进而，确定该后轴向轴承线圈的电流变化量δir与移动的单位参考位置参数δu的比值δir/δu，根据该比值δir/δu判断在增加n 1次参考位置参数-δu之后、转子也发生移动了的情况下(当然，在增加n 1次参考位置参数-δu后转子的移动单位距离可能是δx、也可能不足δx)，后轴向轴承线圈的电流是否是迅速增加的，也即判断转子是否已到达保护石墨。
[0140]
具体地，是判断比值δir/δu是否大于m，m是设定的电流变化率阈值：若比值δir/δu《＝m，则表明转子未到达保护石墨，此时应继续增加参考位置参数-δu，以继续增加转子的轴向参考位置参数u
ref
，继续使转子向后移动。当然，若比值δir/δu》m，则说明后轴向轴承线圈的控制电流是迅速增加了的，也说明书转子已经接触到保护石墨，记录此时转子轴向位移传感器的值u
min
，作为后轴向位置参数u
min
，并迅速停止磁悬浮轴承控制系统对轴向自由度的控制，以防止后轴向轴承线圈的控制电流一直增大导致过流。
[0141]
所述控制单元104，还被配置为仍然在所述转子悬浮的情况下，控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动，以确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数。其中，所述第一轴向位置参数，是轴向轴承的最前端和最后端中的一端的轴向位置参数。所述第二轴向位置参数，是轴向轴承的最前端和最后端中的另一端的轴向位置参数。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s140。
[0142]
在一些实施方式中，所述控制单元104，控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，分别向所述前轴向轴承和所述后轴向轴承移动，以确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数，包括：
[0143]
所述控制单元104，具体还被配置为先控制所述转子基于所述转子的当前轴向参考位置参数，移动至所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的一个轴向轴承的保护石墨处，将所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数(如前轴向位置参数u
max
)，之后控制所述转子恢复至所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置。例如：在获取前轴向位置参数u
max
的情况下，迅速改变轴向参考位置参数，以防止前轴向轴承线圈的控制电流一直增大导致过流。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s410。
[0144]
所述控制单元104，具体还被配置为再控制所述转子基于所述转子的当前轴向参
考位置参数，移动至所述前轴向轴承和所述后轴向轴承中的另一个轴向轴承的保护石墨处，将所述磁悬浮轴承系统的轴向位移检测参数，作为所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数(如后轴向位置参数u
min
)，之后控制所述转子恢复至所述初始轴向参考位置参数所对应的轴向参考位置。例如：在获取后轴向位置参数u
min
的情况下，迅速停止磁悬浮轴承控制系统对轴向自由度的控制，以防止后轴向轴承线圈的控制电流一直增大导致过流。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s420。
[0145]
参见图7至图9所示的例子，其中，轴向间隙的检测步骤，包括：轴向前间隙的检测步骤和轴向后间隙的检测步骤。具体地，在执行轴向间隙的检测步骤时，可以先执行轴向前间隙的检测步骤(即执行步骤21至步骤23)、再执行轴向后间隙的检测步骤(即执行步骤31至步骤33)。当然，也可以先执行轴向后间隙的检测步骤(即执行步骤31至步骤33)、再执行轴向前间隙的检测步骤(即执行步骤21至步骤23)。
[0146]
如图9所示，本发明的方案提供的磁悬浮轴承的轴向间隙检测装置，还包括：
[0147]
步骤4、轴向间隙的计算步骤，即：利用前轴向位置参数u
max
和后轴向位置参数u
min
计算轴向间隙。也就是说，获取到的前轴向位置参数u
max
和后轴向位置参数u
min
为转子在轴向的最大活动范围，利用u
max-u
min
的差值即可计算出轴向间隙(即将u
max-u
min
的差值作为转子的轴向间隙)。
[0148]
步骤5、检测轴向间隙结束。
[0149]
所述控制单元104，还被配置为根据所述第一轴向位置参数和所述第二轴向位置参数，确定所述磁悬浮轴承系统的轴向间隙。该控制单元104的具体功能及处理还参见步骤s150。
[0150]
本发明的方案，提供了一种磁悬浮轴承的轴向间隙检测装置，检测轴向间隙时，不是给轴向轴承线圈固定大小的电流使转子止推盘直接撞向轴向保护石墨，而是在转子悬浮时通过改变轴向悬浮位置使转子止推盘缓缓靠向保护石墨，避免了转子止推盘与保护石墨接触时产生碰撞。
[0151]
这样，通过在磁悬浮轴承的轴向间隙检测过程中，使得转子止推盘缓慢靠向轴向两端保护石墨，有效避免转子止推盘与保护轴承的撞击，从而减少转子止推盘与保护石墨之间的损耗，延长保护石墨的使用寿命，提高了磁悬浮轴承控制系统的稳定性与安全性。从而，解决了相关方案的磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中转子止推盘与保护石墨的撞击产生撞击损耗和安全隐患的问题，以保护转子止推盘、延长保护石墨使用寿命。
[0152]
在一些实施方式中，以上所述的磁悬浮轴承系统的控制装置，其特征在于，还包括：所述控制单元104，还被配置为在已确定所述磁悬浮轴承系统的第一轴向位置参数和所述磁悬浮轴承系统的第二轴向位置参数的情况下，将所述第一轴向位置参数和所述第二轴向位置参数之差的绝对值的一半，作为所述转子的中心悬浮参考位置参数。
[0153]
在一些进一步地实施方式中，在本发明的方案中，可以根据确定的转子在轴向的最大活动范围，确定轴向中心悬浮参考位置。具体地，在使用本发明所述的检测装置后，获取到的前轴向位置参数u
max
和后轴向位置参数u
min
为转子在轴向的最大活动范围，所以中心悬浮参考位置为：u
ref
＝(u
max-u
min
)/2。
[0154]
在一些实施方式中，所述第一轴向位置参数，包括：所述磁悬浮轴承系统运行前的第一轴向位置参数，记为运行前第一轴向位置参数，如u
max前
。以及，所述磁悬浮轴承系统运
行后的第一轴向位置参数，记为运行后第一轴向位置参数，如u
max后
。
[0155]
所述第二轴向位置参数，包括：所述磁悬浮轴承系统运行前的第二轴向位置参数，记为运行前第二轴向位置参数，如u
min前
。以及，所述磁悬浮轴承系统运行后的第二轴向位置参数，记为运行后第二轴向位置参数，如u
min后
。
[0156]
以上所述的磁悬浮轴承系统的控制装置，还包括：所述控制单元104，还被配置为将运行前第一轴向位置参数与运行后第一轴向位置参数之差的绝对值，或运行前第二轴向位置参数与运行后第二轴向位置参数之差的绝对值，确定为所述转子的伸缩变化量。
[0157]
在一些进一步地实施方式中，在本发明的方案中，可以根据确定的转子在轴向的最大活动范围，检测磁悬浮轴承控制系统运行前后转子伸缩变化。
[0158]
具体地，在磁悬浮轴承控制系统运行之前、以及在磁悬浮轴承控制系统运行后，分别使用本发明所述的检测装置，分别得到磁悬浮轴承控制系统运行前的u
max前
、u
min前
和磁悬浮轴承控制系统运行后的u
max后
、如u
min后
。
[0159]
例如：可表示转子伸缩变化量＝|u
max前-u
max后
|＝|u
min前-如u
min后
|。
[0160]
本发明的方案提出的磁悬浮轴承的轴向间隙检测装置，是将转子悬浮起来后，通过改变轴向悬浮参考位置，使转子缓缓移向轴的最前端和最后端，并通过位移传感器的采样电压值确定轴向间隙，实现轴向轴承的轴向间隙的检测。这样的检测装置，避免了转子对保护石墨的冲击，增加转子和保护石墨的使用寿命，避免了安全隐患。
[0161]
由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
[0162]
采用本发明的技术方案，通过在磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中，在转子悬浮时通过改变轴向悬浮位置，使转子止推盘缓缓靠向轴向的最前端和最后端，以使转子止推盘缓缓靠向最前端和最后端的保护石墨，避免了转子止推盘与保护石墨接触时产生碰撞。
[0163]
根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮轴承系统的控制装置的一种磁悬浮轴承系统。该磁悬浮轴承系统可以包括：以上所述的磁悬浮轴承系统的控制装置。
[0164]
由于本实施例的磁悬浮轴承系统所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
[0165]
采用本发明的技术方案，通过在磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中，在转子悬浮时通过改变轴向悬浮位置，使转子止推盘缓缓靠向轴向的最前端和最后端，以使转子止推盘缓缓靠向最前端和最后端的保护石墨，有效避免转子止推盘与保护轴承的撞击，从而减少转子止推盘与保护石墨之间的损耗，延长保护石墨的使用寿命。
[0166]
根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮轴承系统的控制方法的一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以上所述的磁悬浮轴承系统的控制方法。
[0167]
由于本实施例的存储介质所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
[0168]
采用本发明的技术方案，通过在磁悬浮轴承控制系统在进行轴向间隙检测过程中，在转子悬浮时通过改变轴向悬浮位置，使转子止推盘缓缓靠向轴向的最前端和最后端，以使转子止推盘缓缓靠向最前端和最后端的保护石墨，提高了磁悬浮轴承控制系统的稳定性与安全性。
[0169]
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
[0170]
以上所述仅为本发明的实施例而已，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权利要求范围之内。