(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211422867.7 (22)申请日 2022.11.15 (71)申请人 常州明磁卓 控智能科技有限公司 地址 213000 江苏省常州市武进国家高新 技术产业开发区武南路588号天安数 码城16幢704- 3室 (72)发明人 朱益利　 (74)专利代理 机构 常州市天龙专利事务所有限 公司 3210 5 专利代理师 张万兵 (51)Int.Cl. G01R 31/34(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于基座加速度信号的磁悬浮电机失 稳预诊断方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于基座加速度信号的 磁悬浮电机失稳预诊断方法， 通过 实时采集磁悬 浮电机五个自由度的位移信号， 以及基座振动加 速度信号， 分别进行FFT计算， 并分别提取主要振 动频率和振幅； 对加速度信号进行电磁力实时补 偿； 基于固有频率特性对位移信号和加速度信号 中的主要振动频率和幅值进行分析； 确定位移信 号主要振动频率是否包含基于加速度信号的扰 动力补偿频率和基础固有 频率， 以及加速度信号 中的主要振动频率是否为基础的固有频率， 并判 断振幅大小， 判定失稳， 触发预警。 通过以振动信 号其测结果作为失稳预诊断判定依据， 便于给出 准确预警信号； 对振动的实时扰动力补偿， 并分 析其它扰动， 从而在磁悬浮轴承失稳之前及时给 出预警信号。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115494390 A 2022.12.20 CN 115494390 A 1.一种基于基座加速度信号的磁悬浮电机失稳预诊断方法， 其特征在于， 所述方法包 括： S1， 实时采集磁悬浮电机五个自由度的位移信号， 以及基座振动加速度信号； S2， 对所述位移信号和所述基座振动加速度信号分别进行FFT计算， 并分别提取主要振 动频率和振 幅； 针对所述基座振动加速度信号中的低频扰动进行电磁力实时补偿， 减小由 于基础振动引起的转子振动； S3， 基于动刚度检测所获得的系统固有频率特性， 对所述位移信号和加速度信号中的 主要振动频率和幅值进行分析； 确定所述位移信号主要振动频率是否包含基于加速度信号 的扰动力 补偿频率和基础固有频率， 以及加速度信号中的主要振动频率是否为基础的固有 频率， 输出确定结果； S4， 根据所述S3中的确定结果， 判断振幅大小， 若振幅大小超过一定阈值， 则判定容易 导致失稳， 触发预警。 2.根据权利要求1所述的一种基于基座加速度信号的磁悬浮电机失稳预诊断方法， 其 特征在于， 所述S1 中， 实时采集磁悬浮电机五个自由度的位移信号， 以及基座振动加速度信 号， 包括： 控制器对基座振动加速度信号进行低通滤波并实时采样； 所述S2中， 对所述位移信号和所述基座振动加速度信号分别 进行FFT计算， 并分别提取 主要振动频率和振幅， 包括： 提取 前3个主要振动频率和幅值； 所述S3中， 对所述位移信号和加速度信号中的主要振动频率和幅值进行分析之前， 还 包括： 对所述 位移信号滤除转子的同频和倍频转动频率。 3.根据权利要求2所述的一种基于基座加速度信号的磁悬浮电机失稳预诊断方法， 其 特征在于， S4， 根据所述S 3中的确定结果， 判断振幅大小， 若振幅大小超过一定阈值， 则判定 容易导致失稳， 触发预警， 包括： （1） 确定提取出的位移信号中的主要振动频率包含基于加速度信号的扰动力补偿频率 和基础固有频率， 则判断振幅大小， 并进行阈值判断， 若幅值超出， 则进行 预警一次； （2） 确定提取出的加速度信号中的主要振动频率为基础的固有频率， 则判断振幅大小， 并进行阈值判断， 若幅值超出， 则进行 预警一次； （3） 对预警次数进行计数， 若连续的预警次数超过预设阈值， 则判定容易导致失稳， 触 发预警。 4.根据权利要求3所述的一种基于基座加速度信号的磁悬浮电机失稳预诊断方法， 其 特征在于， 所述S1还 包括： 磁悬浮电机正常工作时， 建立七个长500的数组， 分别用于存储基座的径向和轴向加速 度信号以及五个自由度的位移信号。 5.一种基于基座加速度信号的磁悬浮电机失稳预诊断系统， 其特征在于， 所述系统包 括采集模块、 第一分析与补偿模块、 第二分析与确定模块以及失稳 预警模块； 其中： 采集模块， 用于实时采集磁悬浮电机五个自由度的位移信号， 以及基座振动加速度信 号； 第一分析与补偿模块， 用于对所述位移信号和所述基座振动加速度信号分别进行FFT 计算， 并分别提取主要振动频率和振 幅； 针对所述基座振动加速度信号中的低频扰动进行 电磁力实时补偿， 减小由于基础振动引起的转子振动；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115494390 A 2第二分析与确定模块， 用于基于动刚度检测所获得的系统固有频率特性， 对所述位移 信号和加速度信号中的主要振动频率和幅值进行分析； 确定所述位移信号主要振动频率是 否包含基于加速度信号的扰动力补偿频率和基础固有频率， 以及加速度信号中的主要振动 频率是否为基础的固有频率， 输出确定结果； 失稳预警模块， 用于根据 所述第二分析与确定模块中的确定结果， 判断振幅大小， 若振 幅大小超过一定阈值， 则判定容 易导致失稳， 触发预警。 6.根据权利要求5所述的一种基于基座加速度信号的磁悬浮电机失稳预诊断系统， 其 特征在于， 所述采集模块， 还用于对基座振动加速度信号进行低通滤波并实时采样； 所述第一分析与补偿模块， 还用于提取 前3个主要振动频率和幅值； 所述第二分析与确定模块， 还用于对所述 位移信号滤除转子的同频和倍频转动频率。 7.根据权利要求6所述的一种基于基座加速度信号的磁悬浮电机失稳预诊断系统， 其 特征在于， 所述失稳 预警模块， 还用于： 确定提取出的位移信号中的主要振动频率包含基于加速度信号的扰动力补偿频率和 基础固有频率， 则判断振幅大小， 并进行阈值判断， 若幅值超出， 则进行 预警一次； 确定提取出的加速度信号中的主要振动频率为基础的固有频率， 则判断振幅大小， 并 进行阈值判断， 若幅值超出， 则进行 预警一次； 对预警次数进行计数， 若连续的预警次数超过预设阈值， 则判定容易导致失稳， 触发预 警。 8.一种电子装置， 所述电子装置包括： 一个或多个处理器， 存储器， 所述存储器用于存 储一个或多个计算机程序； 其特征在于， 所述计算机程序被配置成由所述一个或多个处理 器执行， 所述程序包括用于执行如权利要求1 ‑4任一项所述的基于基座加速度信号的磁悬 浮电机失稳 预诊断的方法。 9.一种计算机存储介质， 所述计算机存储介质存储有程序； 所述程序由处理器加载并 执行以实现如上述权利要求 1‑4任一项所述的基于基座加速度信号的磁悬浮电机失稳预诊 断的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115494390 A 3