【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磁悬浮泵，具体涉及一种带急停断电保护装置的高负载磁悬浮泵及其工作方法。
技术介绍
1、目前磁悬浮泵领域主要分为两种泵：一种是基于磁悬浮轴承的磁悬浮泵，该磁悬浮泵以两个或更多的磁悬浮轴承为基础，来实现转子的悬浮控制功能，转子和叶轮之间采用机械连接，该结构的优点主要有：(1)驱动部分无机械连接，噪音低、摩擦小；(2)只有叶轮和泵壳之间存在接触和润滑，整体污染较小；(3)转子和叶轮之间采用机械连接，可靠性更高。
2、另一种是基于主动磁悬浮技术的磁悬浮无轴承泵，泵叶轮由磁场悬浮和驱动，与泵壳之间完全分离，不需要任何的润滑和密封，该结构的优点主要有：(1)泵叶轮完全悬浮，没有机械连接，没有结构之间的摩擦，噪音低；(2)叶轮和泵头外壳间无机械连接，因此泵无磨损，几乎无颗粒产生，无需润滑，确保液体的纯度。
3、然而无论是磁悬浮轴承还是主动悬浮技术，都依靠电能维持工作状态，一旦设备在工作中出现断电情况，悬浮运行中的泵叶轮和磁悬浮轴承都将失去控制，导致高速运行中的泵叶轮和转子跌落，造成设备严重损坏，严重的可能会出现安全事故。目前应对意外断电情况，一般是给磁悬浮系统配备一台ups(不间断电源系统)，能够在断电后使磁悬浮泵继续工作一段时间，直至安全停机，但ups本身价格较高，并且需要定期维护，整体经济效益较低。
4、此外，由于磁悬浮泵的关闭过程需要先减速，转子和运输中的液体均具有较大的动能，转子的转速依靠自身齿槽转矩和摩擦很难快速减速，整体停机耗时较长，当输送敏感危险液体时，发生作业事故或其他意外情况
技术实现思路
1、针对目前的技术需求，本专利技术提供一种带急停断电保护装置的高负载磁悬浮泵及其工作方法，可以通过断电检测模块判断出断电信号，同时由于将固连在泵壳体上的电磁线圈一接入电磁制动器和减速制动模块，利用断电后转子继续转动产生的反电势电流，一方面维持电磁线圈一电磁线圈一继续产生电磁场，另一方面使电磁制动器制动对转子减速；且可通过紧急制动按钮对电磁制动器紧急制动，为突发意外事故提供了有效保障。
2、为实现以上功能，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一种带急停断电保护装置的高负载磁悬浮泵，包括转子、泵叶轮、泵壳体、急停断电保护装置和电源模块；转子上的永磁体由固连在泵壳体上的电磁线圈一产生的磁场实现悬浮和驱动；泵叶轮与转子固定，并置于泵壳体内；所述的急停断电保护装置包括电磁制动器、处理器、断电检测模块和减速制动模块；所述的电磁制动器包括顶部盖板、上摩擦盘、电磁线圈二、底座、下摩擦盘和板簧；所述的顶部盖板固定于转子底部或泵叶轮底部，板簧连接顶部盖板和上摩擦盘，所述的底座与泵壳体固连，所述的电磁线圈二置于底座中，所述的下摩擦盘与底座固连；所述的上摩擦盘置于下摩擦盘正上方。
4、所述的电源模块输出电源一和电源二，所述的电源二经逆变器产生交流电源；所述的断电检测模块包括电容、dc-dc升压电路、比较器、dc-dc降压电路和dc-dc降压电路；电容的一端、dc-dc降压电路的电源输入端和比较器的电源输入端均接电源模块输出的电源一；dc-dc降压电路的电源输出端接处理器的一个电源输入端；电容的另一端接dc-dc升压电路的电源输入端，dc-dc升压电路的电源输出端接处理器的另一个电源输入端；比较器与dc-dc升压电路进行信号通讯，并给处理器传输信号；所述的处理器连接有紧急制动按钮。
5、所述的减速制动模块包括继电器一和继电器二；电磁线圈二的一端接继电器一和继电器二的一个触点，另一端接电磁线圈一和交流电源的一端，电磁线圈一的另一端接继电器一的另一个触点、继电器二的另一个触点和交流电源的另一端；继电器一和继电器二的电磁线圈三两端均接处理器。
6、该带急停断电保护装置的高负载磁悬浮泵的工作方法，具体如下：
7、(1)交流电源对电磁线圈一通电时，转子转动；电容充满电后的电压低于系统电压，系统电压通过dc-dc降压电路，以提供处理器所需的电压；比较器比较系统电压和电容的电压，输出高电平信号；此时dc-dc升压电路接收到比较器的高电平信号，无法起到升压作用，处理器未使用电容提供的电压；处理器接收到比较器的高电平信号，不启动制动停机，此时处理器对继电器一和继电器二输出低电平信号，继电器一和继电器二均处于断开状态，电磁线圈二未通电，板簧处于自然拉伸状态，上摩擦盘和下摩擦盘处于分离状态。
8、(2)交流电源对电磁线圈一突发断电时，系统电压低于电容的电压，比较器比较系统电压和电容的电压后，输出低电平信号；dc-dc升压电路收到比较器的低电平信号，达到升压作用，提供电磁线圈一断电后处理器的供电；处理器接收到比较器的低电平信号后，启动停机制动，对继电器一输出高电平信号，继电器一接收到高电平信号后接通，电磁线圈一、继电器一和电磁线圈二形成闭环电路，电磁线圈一断电后仍在转动的转子产生的电流经继电器一接入到电磁线圈二中；此时电磁线圈二产生轴向的电磁场，使处于电磁场中的上摩擦盘与下摩擦盘摩擦接触，起到对转子减速的作用，在电容一的电量耗完之前完成转子停转。
9、优选地，当遇到意外事故时，手动触发紧急制动按钮，处理器接收到紧急制动按钮的高电平信号后，启动停机制动并对继电器二输出高电平信号，继电器二接通交流电源和电磁线圈二，此时交流电源输入到电磁线圈二的电压是额定电压，上摩擦盘与下摩擦盘之间的摩擦力达到最大状态，实现转子制动的作用。
10、优选地，交流电源对电磁线圈一断电初始时刻，由于转子和运输中的液体均具有较大的动能，转子的转速最大，转子自转产生的电流最大，对应输入到电磁线圈二的电流会最高，上摩擦盘与下摩擦盘的制动能力在初始时刻最强，从而可以起到快速制动的效果。
11、本专利技术具有的有益效果是：
12、1、本专利技术在交流电源对电磁线圈一正常通电时，转子正常转动；而遇到突发断电事故时，本专利技术通过断电检测模块能够快速识别出断电情况，及时接通减速制动模块的继电器一，使电磁线圈一、继电器一和电磁线圈二形成闭环电路，并利用断电后转子自转产生的电能来维持电磁线圈一继续产生电磁场(转子切割闭环的电磁线圈一使电磁线圈一产生电流，从而产生电磁场)，同时电磁线圈二产生电磁场使上摩擦盘与下摩擦盘摩擦接触，达到快速制动、断电保护的效果，避免因断电而造成磁悬浮泵的严重损坏。
13、2、本专利技术的紧急制动按钮可以在运输敏感或者危险液体发生意外事故时，实现紧急快速制动，以降低意外事故带来的损失，并且由于紧急制动按钮使用的是由电源模块产生的交流电源，紧急制动按钮对电磁制动器的制动效果还要优于断电保护工况下对电磁制动器的制动效果，且能一直维持最优的制动效果直至转子停止转动，为突发意外事故提供了紧急制动的有效保障。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种带急停断电保护装置的高负载磁悬浮泵，包括转子、泵叶轮、泵壳体、急停断电保护装置和电源模块；转子上的永磁体由固连在泵壳体上的电磁线圈一产生的磁场实现悬浮和驱动；泵叶轮与转子固定，并置于泵壳体内；其特征在于：所述的急停断电保护装置包括电磁制动器、处理器、断电检测模块和减速制动模块；所述的电磁制动器包括顶部盖板、上摩擦盘、电磁线圈二、底座、下摩擦盘和板簧；所述的顶部盖板固定于转子底部或泵叶轮底部，板簧连接顶部盖板和上摩擦盘，所述的底座与泵壳体固连，所述的电磁线圈二置于底座中，所述的下摩擦盘与底座固连；所述的上摩擦盘置于下摩擦盘正上方；
2.根据权利要求1所述一种带急停断电保护装置的高负载磁悬浮泵的工作方法，其特征在于：该方法具体如下：
3.根据权利要求2所述一种带急停断电保护装置的高负载磁悬浮泵的工作方法，其特征在于：当遇到意外事故时，手动触发紧急制动按钮，处理器接收到紧急制动按钮的高电平信号后，启动停机制动并对继电器二输出高电平信号，继电器二接通交流电源和电磁线圈二，此时交流电源输入到电磁线圈二的电压是额定电压，上摩擦盘与下摩擦盘之间的摩擦力达到最大状
4.根据权利要求2所述一种带急停断电保护装置的高负载磁悬浮泵的工作方法，其特征在于：交流电源对电磁线圈一断电初始时刻，转子自转的转速最大，对应输入到电磁线圈二的电流最高，上摩擦盘与下摩擦盘的制动能力最强。
...【技术特征摘要】
1.一种带急停断电保护装置的高负载磁悬浮泵，包括转子、泵叶轮、泵壳体、急停断电保护装置和电源模块；转子上的永磁体由固连在泵壳体上的电磁线圈一产生的磁场实现悬浮和驱动；泵叶轮与转子固定，并置于泵壳体内；其特征在于：所述的急停断电保护装置包括电磁制动器、处理器、断电检测模块和减速制动模块；所述的电磁制动器包括顶部盖板、上摩擦盘、电磁线圈二、底座、下摩擦盘和板簧；所述的顶部盖板固定于转子底部或泵叶轮底部，板簧连接顶部盖板和上摩擦盘，所述的底座与泵壳体固连，所述的电磁线圈二置于底座中，所述的下摩擦盘与底座固连；所述的上摩擦盘置于下摩擦盘正上方；
2.根据权利要求1所述一种带急停断电保护装置的高负载磁悬浮泵的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，赵旭，叶日鸿，陈辰煦，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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