文档介绍：摘要主动磁悬浮轴承且恢中滦偷闹С挪考檬芸氐绱帕W游接触地悬浮支撑在定子中间。它具有无机械接触、无润滑、无磨损、高速度等许多传统机械轴承无法比拟的优势。控制系统ǜ衅鳌⒖刂破骱凸β史糯笃是磁力轴承的关键部分,其性能的好坏直接影响到磁力轴承的性能。本文以带传感器的五自由度磁力轴承为研究对象,针对控制系统的三个部分进行了研究。本文首先介绍国内外磁力轴承的发展概况、特点及趋势。分析五自由度磁力轴承系统的构成,对各个部分及其相互之间的关系做了详细的说明。并且根据电磁学的基本原理,推导出单自由度磁力轴承的数学模型。针对磁力轴承的特点,分析转子位移检测的特殊要求,并比较几种常用的位移传感器的优缺点。根据磁力轴承控制系统的具体要求,提出控制器硬件系统的总体方案。采用数字处理器作为数字控制器的核心,配以信号调理模块、疍模块、疉模块、串口通信模块等外设为算法的实现搭建了良好的硬件平台。根据磁力轴承对功率放大器的电流响应速度、纹波和效率的要求,比较磁力轴承常用的几种的功率放大器,并详细介绍高效率的9毓β史糯笃鞯脑怼目前,磁力轴承的控制器设计通常是在平衡点附近进行线性化,按照线性理论设计线性控制器。这样设计的控制器在平衡点附近可以得到比较好的控制效果,但是当转子受到较大的扰动到达极限位置或系统某些参数值发生改变时,可能会出现长时间的频繁振荡,积分饱和或超调过大等现象。结合各种改进型控制算法的优点,采用变参数刂扑惴ǎ⒉问嬖蚩猓葜岢械脑行状态选择合适的问最后将各个设计好的各个功能模块分别进行测试,搭建完整的磁力轴承控制系统,进行现场调试。实践表明,变参数刂破髀阆低车目刂埔G螅统的控制精度、稳定性、重复性较好,实现了对磁力轴承的有效控制。关键词:磁力轴承,β史糯笃鳎洳问齈
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⒄垢趴磁力轴承是一种应用转子动力学、机械学、电工电子学、控制理论、磁性材料、测试技术、数字信号处理等综合技术,通过受控电磁力将转子和轴承分开,实现无机械接触的一种新型高性能轴承利用磁力使物体处于无接触悬浮状态的设想由来已久,但实现起来并不容易。早在年,就证明:单靠永久磁体是不能将一个铁磁体在所有鲎杂啥壬隙急3衷谧杂晌榷ǖ男∽刺摹辏鹿薑昵了一项有关磁悬浮技术的专利,他提出要使铁磁体所受到的力能够实现稳定的自由悬浮,必须根据物体的悬浮状态不断地调节磁场力的大小,也就是通过可控电磁铁来实现。年法国镜谝桓鎏岢隽死玫绱盘透杏Υǜ衅髯槌主动性全悬浮系统的设想,并取得了法国专利,这是现代磁悬浮技术的开始。森美郎、金子礼三等在年、年分别发表了“可控磁力轴承的基础研究——第一报告、第二报告”的论文,提出了磁力轴承线性化理论,并建立了采用一个电磁铁的主动控制磁力轴承数学模型,为单自由度控制的磁力轴承研究奠定了基础。年法国竞腿鸬銼公司联合成立了荆猿咚倬加工机床用的磁悬浮主轴进行了系统的研究和开发。年,究7⒘世界上第一台转速为/母咚倩泊判≈髦帷辏贖欧洲国际机床展览会上,臼状瓮瞥鯞/判≈髦嵯低常⒃俣认陆辛俗辍⑾诚鞯南殖”硌荩母咚佟⒏呔ǘ取⒏咝б约暗凸牡优良性能引起了各国专家的广泛关注。年,该公司又在第五届欧洲国际机床博览会上展出了系列磁力轴承及其主轴部件。其后该公司与日本精工精机公司合资建立了甃荆朊拦鶮共建了两个子公司为基地的全球生产、销售和研究开发磁力轴承的体系。甀尽P纬闪艘許总公司与武汉理工大学硕士学位论文
.帕χ岢械奶氐在航空航天领域,年代初美国德雷伯实验室首先在空间制导和惯性飞轮上成功地使用了磁力轴承;法国军事科学研究实验室于年将磁力轴承用于卫星导航的惯性轮上;年月搭载于美国航天飞机的欧洲空间仓内安装了采用磁力轴承的真空泵:年拢ü赟厍蚬鄄馕佬侵邪沧傲俗颂控制用的磁悬浮飞轮;》陕值目间试验。年月,美国《航空周刊》报道:美国普惠公司在计划研究的⒍暮诵幕惺褂昧舜帕χ岢校溲橹せ淹ü小时的试验。正在太空运行的业余无线电通信卫星鳵采用了磁悬浮飞轮。年前后又报道了一系列有关航空发动机的高温磁力轴承研究成果,已成功地研制了能够在娴母呶孪鹿ぷ鞯拇帕χ岢邢低常K傥痬,日本的狙兄频母呶麓帕χ岢性℃下,连续安全运行了小时。美国狙兄频挠糜诠篮秃娇樟煊虻母呶麓帕χ岢校梢栽高温磁力轴承的研究、发展和应用得到学术界和工程界的广泛关注,逐步达到理论研究的高峰。年拢谌鹗克绽枋空倏A说谝唤旃蚀帕χ岢谢嵋撕竺苛侥暾倏R淮危涣骱研讨该领域的最新研究成果。美国从年起,每两年召开一次国际“磁悬浮技术会议9噬系恼庑┡Π汛帕χ岢械睦砺垩芯亢凸ひ涤τ猛葡蚋叱薄国内对磁力轴承的研究工作起步于年代初,尚处于实验室及工业试验运行阶段,未见批量生产的例子报道。年上海微机电研究所采用径向被动、轴向主动的混合型磁悬浮研制了