【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，尤其是一种能够有效降低转子磨损和振动抑制并提高设备在故障工况下的可靠性，实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统。
技术介绍
1、目前，气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统存在如下问题：
2、1、空气泵向储气罐的输出压缩空气不具备结合储气罐储量自动调整功能，需要进行手动调节。
3、2、空气泵出现故障时则会出现压缩空气供气不足，不具备冗余功能，供气不足导致则会导致悬浮不稳定。
4、3、盘车机构采用盘车齿进行机械盘车，结构易磨损。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的问题：提出一种实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，该技术能够有效降低轴承转子磨损，通过两套压缩空气流量控制器之间的生命信号交互实现空气泵设备及相关控制器在故障情况下的冗余控制；其次，避免以往盘车机构所采用的机械盘车方式，实现采用压缩空气进行气动盘车，并且能在故障工况下具有气动刹车功能。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，包括两组空气泵、储气罐、主轴转子、支撑轴承、叶轮、两组压缩空气输出控制器、储气罐气压传感器，两组压缩空气输出控制器分别控制连接两组空气泵，两组空气泵连接储气罐，两组压缩空气输出控制器通过控制板生命信号实现热备冗余，用于给空气泵输出稳定控制电流来实时结合储气罐标定容积实时调节储气罐压缩气体量，从而实现储气罐压缩空气量的主动控制
3、进一步，正常工作时，由压缩空气输出控制器一基于储气罐气压信号输出压缩空气并向压缩空气输出控制器二发送生命信号，此时压缩空气输出控制器二仅接受储气罐气压信号但不进行输出。
4、进一步，当空气泵一或对应的压缩空气输出控制器一故障时，此时压缩空气输出控制器二接收不到压缩空气输出控制器一所给予的生命信号，同步接管输出。
5、进一步，空气泵输出空气存储于储气罐中用于两路输出：第一路，通过开环节流阀流量控制实现轴承的动态悬浮稳定，第二路，将压缩空气导入叶轮用于低速气动盘车，同样通过节流阀实现转速控制。
6、进一步，压缩空气流量控制器包括驱动空气泵的主电路和控制电路，控制电路具备信号接受、处理、传递电路和控制量计算电路，基于dsp计算结果产生对应pwm波作用于驱动板，控制功率开关igbt通断。
7、进一步，压缩空气流量控制器分别实时采集储气罐气压信号以及空气泵所输出的气压信号，通过控制板fpga芯片进行信号接收、传递、处理，dsp基于fpga给予信号进行实时电流计算，基于储气罐实时气压和空气泵输出压缩空气流量完成计算后生成对应的pwm波，作用于驱动板，控制功率开关igbt通断，产生相应的控制电流输出给空气泵进行压缩空气输出。
8、进一步，两个压缩空气流量控制器之间相互实时发送生命信号，当空气泵一或者压缩空气流量控制器一发生故障时，压缩空气流量控制器二和空气泵二接管控制和供气。
9、进一步，实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统通过溢流阀调整压缩空气输出量实现轴承转子的稳定悬浮或低速盘车。
10、进一步，储气罐通过溢流阀给叶轮控制实现气动无接触低速盘车，并且在故障工况下通过盘车另一进气口通入压缩空气进行快速辅助启动刹车。
11、本专利技术的有益效果是：
12、1、本专利技术针对空气泵和储气罐构造闭环反馈控制回路，实现了储气罐压缩空气量的主动控制；
13、2、基于溢流阀实现储气罐向叶轮导入压缩空气，实现气动无接触低速盘车，有效避免转子磨损；
14、3、在故障工况下，通过盘车另一进气口通入压缩空气进行快速辅助气动无接触刹车，提高低速盘车时的快速刹车。
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1.一种实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：包括两组空气泵、储气罐、主轴转子、支撑轴承、叶轮、两组压缩空气输出控制器、储气罐气压传感器，两组压缩空气输出控制器分别控制连接两组空气泵，两组空气泵连接储气罐，两组压缩空气输出控制器通过控制板生命信号实现热备冗余，用于给空气泵输出稳定控制电流来实时结合储气罐标定容积实时调节储气罐压缩气体量，从而实现储气罐压缩空气量的主动控制。
2.根据权利要求1所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：正常工作时，由压缩空气输出控制器一基于储气罐气压信号输出压缩空气并向压缩空气输出控制器二发送生命信号，此时压缩空气输出控制器二仅接受储气罐气压信号但不进行输出。
3.根据权利要求2所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：当空气泵一或对应的压缩空气输出控制器一故障时，此时压缩空气输出控制器二接收不到压缩空气输出控制器一所给予的生命信号，同步接管输出。
4.根据权利要求1所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于
5.根据权利要求1所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：压缩空气流量控制器包括驱动空气泵的主电路和控制电路，控制电路具备信号接受、处理、传递电路和控制量计算电路，基于DSP计算结果产生对应PWM波作用于驱动板，控制功率开关IGBT通断。
6.根据权利要求5所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：压缩空气流量控制器分别实时采集储气罐气压信号以及空气泵所输出的气压信号，通过控制板FPGA芯片进行信号接收、传递、处理，DSP基于FPGA给予信号进行实时电流计算，基于储气罐实时气压和空气泵输出压缩空气流量完成计算后生成对应的PWM波，作用于驱动板，控制功率开关IGBT通断，产生相应的控制电流输出给空气泵进行压缩空气输出。
7.根据权利要求1所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：两个压缩空气流量控制器之间相互实时发送生命信号，当空气泵一或者压缩空气流量控制器一发生故障时，压缩空气流量控制器二和空气泵二接管控制和供气。
8.根据权利要求1所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统通过溢流阀调整压缩空气输出量实现轴承转子的稳定悬浮或低速盘车。
9.根据权利要求8所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：储气罐通过溢流阀给叶轮控制实现气动无接触低速盘车，并且在故障工况下通过盘车另一进气口通入压缩空气进行快速辅助启动刹车。
...【技术特征摘要】
1.一种实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：包括两组空气泵、储气罐、主轴转子、支撑轴承、叶轮、两组压缩空气输出控制器、储气罐气压传感器，两组压缩空气输出控制器分别控制连接两组空气泵，两组空气泵连接储气罐，两组压缩空气输出控制器通过控制板生命信号实现热备冗余，用于给空气泵输出稳定控制电流来实时结合储气罐标定容积实时调节储气罐压缩气体量，从而实现储气罐压缩空气量的主动控制。
2.根据权利要求1所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：正常工作时，由压缩空气输出控制器一基于储气罐气压信号输出压缩空气并向压缩空气输出控制器二发送生命信号，此时压缩空气输出控制器二仅接受储气罐气压信号但不进行输出。
3.根据权利要求2所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：当空气泵一或对应的压缩空气输出控制器一故障时，此时压缩空气输出控制器二接收不到压缩空气输出控制器一所给予的生命信号，同步接管输出。
4.根据权利要求1所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：空气泵输出空气存储于储气罐中用于两路输出：第一路，通过开环节流阀流量控制实现轴承的动态悬浮稳定，第二路，将压缩空气导入叶轮用于低速气动盘车，同样通过节流阀实现转速控制。
5.根据权利要求1所述的实现空气泵热备冗余的气浮轴承动态悬浮及低速盘车系统，其特征在于：压缩空气...
【专利技术属性】
技术研发人员：王贵龙，陈琛，张俊锋，王瑾程，王峰，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所，
类型：发明
国别省市：
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