一种磁悬浮风机工作效率优化方法技术

本发明专利技术公开了一种磁悬浮风机工作效率优化方法，首先使用CFD测算磁悬浮风机在额定转速N

【技术实现步骤摘要】
一种磁悬浮风机工作效率优化方法


[0001]本专利技术涉及技术磁悬浮风机
，具体涉及一种磁悬浮风机工作效率优化方法。

技术介绍

[0002]离心压缩机效率的高低直接影响经济效益，叶轮设计时通常希望获得较高的效率与较宽的工作范围。叶轮间隙对效率及喘振裕度均有较大影响，传统风机在叶轮间隙值的选取上，通常选取一个适中值使得其获得效率与喘振裕度相对较好的表现。
[0003]传统磁悬浮推力轴承通常在工作中运转间隙保持不变，未能发挥其适应不同工况下改变间隙的优势，在磁悬浮风机工况发生变化时，不能及时调整叶轮间隙，喘振裕度范围窄，风机的效率受到限制，造成多余的能源损耗。

技术实现思路

[0004]技术目的：针对现有磁悬浮风机在工况变化时，工作效率降低，工作范围恒定的不足，本专利技术公开了一种能够随工况对应进行叶轮间隙调整，提高工作效率，拓宽工作范围的磁悬浮风机工作效率优化方法。
[0005]技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种磁悬浮风机工作效率优化方法，包括步骤：
[0007]S01、首先使用计算流体力学CFD测算磁悬浮风机在额定转速N
set
下，不同叶轮间隙下，最小的工作流量Q以及对应的叶轮压力P；
[0008]S02、建立三维坐标系，将每组间隙C、流量Q和叶轮压力P在三维坐标系标定，根据标定的点进行拟合，得到在额定转速下，叶轮间隙C与压力P、流量Q的线性回归方程C＝a*Q+b*P+c，其中a、b、c均为常数；
[0009]S03、依据叶轮转速n和流量Q、压力P之间的关系，将标准转速下的线性回归方程换算为全转速范围内的通用方程：
[0010][0011]其中，n表示当前叶轮转速，C
min
表示磁悬浮风机允许的最小叶轮间隙,t
set
为测试条件温度，t为运转过程温度；
[0012]S04、在磁悬浮风机运行时，测定磁悬浮风机的流量和压力信号，依据全转速范围内的方程，计算磁悬浮风机工作所需的最小叶轮间隙，通过磁悬浮推力轴承进行调整。
[0013]优选地，所述步骤S04中，通过磁悬浮推力轴承进行叶轮间隙的调整，包括步骤：
[0014]S04A1、首选计算当前工况下的最小叶轮间隙；
[0015]S04A2、控制器以当前叶轮的位置作为基准计算叶轮的位移量和移动方向；
[0016]S04A3、在磁悬浮风机上设置检测风机叶轮位移的位移传感器，位移传感器将检测到的叶轮位移信号反馈至控制器，控制器增大或者减小磁悬浮推力轴承的电流，将叶轮间隙调整到位，以当前的叶轮位置作为下一次调整的位移传感器的起始点。
[0017]优选地，在所述步骤S04中，控制器依据计算的最小叶轮间隙，计算叶轮的位移量和移动方向后，依据磁吸力F等于转子重力G与气动轴向力T之和，将位移量换算成需要调整的控制电流i，由控制器直接将电流调整到位。
[0018]优选地，电流的调整过程包括步骤：
[0019]S04B1、先获取当前悬浮状态下，磁悬浮推力轴承上、下绕组的电流；
[0020]S04B2、依据需要调整的叶轮间隙C以及磁悬浮推力轴承平衡，计算控制电流i，调整磁悬浮推力轴承上、下绕组的电流，将叶轮间隙调整到位。
[0021]优选地，在步骤S04B2中，F1‑
F2＝G+T,＝G+T,其中，F1为磁悬浮推力轴承上绕组线圈引力，F2为磁悬浮推力轴承下绕组线圈引力；μ0为真空磁导率，S0为磁极表面投影面积，N0为线圈匝数，I0为控制器偏置电流，α为力的作用角度，D为磁轴承安装总间隙,P
set
为风机额定压力，T
set
为额定压力下测得的气动轴向力，M为叶轮间隙调整时转轴与磁轴承绕组的间隙变化值，I0为控制器偏置电流，计算出控制电流i，得到绕组的目标电流I0+i和I0‑
i。。
[0022]优选地，控制器将磁轴承绕组的电流与控制电流i的差值进行均分，按照固定的时间间隔对磁悬浮推力轴承的上、下绕组电流分级进行调整。
[0023]有益效果：本专利技术所提供的一种磁悬浮风机工作效率优化方法具有如下有益效果：
[0024]1、本专利技术利用CFD模拟计算得到额定转速下叶轮间隙与压力、流量的关系，并拓展到全转速范围，得到不同转速下，压力、流量工况下，磁悬浮风机工作的最佳叶轮间隙，并通过控制器进行叶轮间隙调整，使风机保持最佳的工作效率，降低能源损耗。
[0025]2、本专利技术通过位移传感器检测叶轮的位移量，配合控制器逐步增大或者减小磁悬浮推力轴承线圈的电流进行叶轮间隙调整，精确度高，实施进行信息反馈。
[0026]3、本专利技术通过叶轮间隙调整所需的位移量直接计算需要调整到的电流值，执行迅速，不需要逐步进行调整，能够快速适应工况变化，并且可以依据调整的电流幅值范围，进行分级调整，降低对磁悬浮风机造成的波动。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。
[0028]图1为本专利技术叶轮间隙调整流程图；
[0029]图2为本专利技术磁悬浮推力轴承电流调整原理图；
具体实施方式
[0030]下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。
[0031]本专利技术提供一种磁悬浮风机工作效率优化方法，包括步骤：
[0032]S01、首先使用计算流体力学CFD测算磁悬浮风机在额定转速N
set
下，不同叶轮间隙下，最小的工作流量Q以及对应的叶轮压力P；
[0033]S02、建立三维坐标系，将每组间隙C、流量Q和叶轮压力P在三维坐标系标定，根据标定的点进行拟合，得到在额定转速下，叶轮间隙C与压力P、流量Q的线性回归方程C＝a*Q+b*P+c，其中a、b、c均为常数；
[0034]S03、依据叶轮转速n和流量Q、压力P之间的关系，将标准转速下的线性回归方程换算为全转速范围内的通用方程：
[0035][0036]其中，n表示当前叶轮转速，C
min
表示磁悬浮风机允许的最小叶轮间隙,t
set
为测试条件温度，t为运转过程温度。
[0037]S04、在磁悬浮风机运行时，测定磁悬浮风机的流量和压力信号，依据全转速范围内的方程，计算磁悬浮风机工作所需的最小叶轮间隙，通过磁悬浮推力轴承进行调整。
[0038]对于步骤S04中，通过磁悬浮推力轴承调整叶轮间隙，本专利技术提供两种方式，方式A包括步骤：
[0039]S04A1、首选计算当前工况下的最小叶轮间隙；
[0040]S04A2、控制器以当前叶轮的位置作为基准计算叶轮的位移量和移动方向；
[0041]S04A3、在磁悬浮风机上设置检测风机叶轮位移的位移传感器，位移传感器将检测到的叶轮位移信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁悬浮风机工作效率优化方法，其特征在于，包括步骤：S01、首先使用计算流体力学CFD测算磁悬浮风机在额定转速N
set
下，不同叶轮间隙下，最小的工作流量Q以及对应的叶轮压力P；S02、建立三维坐标系，将每组间隙C、流量Q和叶轮压力P在三维坐标系标定，根据标定的点进行拟合，得到在额定转速下，叶轮间隙C与压力P、流量Q的线性回归方程C＝a*Q+b*P+c，其中a、b、c均为常数；S03、依据叶轮转速n和流量Q、压力P之间的关系，将标准转速下的线性回归方程换算为全转速范围内的通用方程：其中，n表示当前叶轮转速，C
min
表示磁悬浮风机允许的最小叶轮间隙，t
set
为测试条件温度，t为运转过程温度。S04、在磁悬浮风机运行时，测定磁悬浮风机的流量和压力信号，依据全转速范围内的方程，计算磁悬浮风机工作所需的最小叶轮间隙，通过磁悬浮推力轴承进行调整。2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮风机工作效率优化方法，其特征在于，所述步骤S04中，通过磁悬浮推力轴承进行叶轮间隙的调整，包括步骤：S04A1、首选计算当前工况下的最小叶轮间隙；S04A2、控制器以当前叶轮的位置作为基准计算叶轮的位移量和移动方向；S04A3、在磁悬浮风机上设置检测风机叶轮位移的位移传感器，位移传感器将检测到的叶轮位移信号反馈至控制器，控制器增大或者减小磁悬浮推力轴承的电流，将叶轮间隙调整到位，以当前的叶轮位置作为下一次调整的位移传感器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林英哲，白根，吴立华，董继勇，
申请(专利权)人：南京磁谷科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：