文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
磁悬浮转子系统演示装置的设计研究
姓名:肖俊
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:胡业发
20070501
中文摘要关键词:磁悬浮转子,演示装置,磁力轴承,结构设计浮技术的两个应用领域——磁悬浮列车与磁悬浮转子,本文采用多自由度的磁磁悬浮转子是一种新型、高科技前沿产品。它具有无摩擦、无磨损、无需润滑、无污染、能耗小以及使用寿命长等优点,适用于各种高速或超高速、真空等特殊环境场合。在军事、空间站、核工业、能源、化工、交通等领域具有广泛的应用前景和重要的科学意义。为了便于磁悬浮知识的科普,设计一套磁悬浮系统演示装置是本论文的主要工作。利用磁场的向心效应,实现了用两个径向磁力轴承的来实现对转子的鲎杂度的控制。理、材料选择、设计中的注意问题、详细的设计过程以及径向磁力轴承相关设。本磁悬浮转子系统演示装置采用开发环境设计了挚刂破鳌通过数据采集卡与外部系统相连,实现了以计算机为控制平台的数字控制,并对理想刂破鳌⑹諴的构成及参数整定及仿真作了介绍,得出了适合本系统的问⒍源判∽W拥钠鸶√匦越辛朔抡嬗胧笛檠芯俊通过对国内外科普用磁悬浮技术演示装置研究现状的了解,并考虑到磁悬悬浮转子作为演示装置的方案。为了简化演示装置的结构及便于观看,本装置在说明磁悬浮转子演示装置的总体布局后,对径向磁力轴承的结构设计原计内容都一一做了推导和阐述。
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第滦髀前言磁悬浮方式的分类利用磁力使物体处于无接触悬浮状态是人必一个古老的梦想,人们试图采用永久磁铁实现物体的稳定悬浮,均未成功。≡袂〉钡挠谰么盘磁懋浮技术属予自动控割技零,它是随罄羧麓技术斡笈餍焉建立起皋的。由于悬浮体和支承之阍没有任俺接触,克服了由摩擦带来韵熊量消耗和速度限制,具有寿命长、能耗低、无污染、无噪声、不受任何速度限制、安全可靠等优点,因此目前世界嚣国己广泛歼展磁悬浮控制系统的研究。随羞控制理论的不断完罄秘发震,采麓先遴懿控锈方法对磁慧浮系统逶季亍豹控镧帮缓诗,使系统具有更好的鲁棒性。随着电子技术的发展,特别是电子计算机的发展,带来了磁悬浮控制系统向智能化方向的快速发展。嚣藏,关于磁懋浮技本熬磅突与舞发在鬟瘫终零处予妖遴发震之孛。磁悬浮技术从原理上来说不难以理解,但是真正将其产业化却是近几年才开始的。一般而言,磁悬浮可分为以下种饕5拟谟梅绞絧这种控裁方式嚣怒即帕阈暧牒链盘觏拔Γ途蟛糠执判技术采用该技术。鼠然原理上这种吸弓κ且恢植晃榷ǖ牧Γü刂频绱铁电流的大小,可以将悬浮气隙保持在一定数德上。随着现代控制理论的发展和驱动元器件离性能、低价格化,该方式旱嫉搅斯惴河τ谩T诖嘶∩隙沾姥究入爨援凄了把需要大电流裁磁静电磁铁都分耱换成可控羹永久磁铁的方案,并深入进行了研究和歼发工作。该方案可以火幅度的降低励磁损耗,甚至在额定悬浮高度时不需要能量,是一种非常值得注鼹的新技术。结构与相应的磁场分布而实现稳定悬浮绱盼刂菩》绞H菥么盘蟾》绞武汉理工大学硕士学位论文
这种控制方式利用永久磁体阀的斥力,一般产生斥力为姆/员磁力轴承概述统的机械系统中的轴承的作用类似,故又将单个支承称之为磁力轴剥’。黎受永久磁钵蓐力懋浮方式。当然,鬏撰瑟瑟豹磁褥精戆不弱,箕产叟戆愿秀相应变化。但是,由于横向位移的不稳定因素,需要从力学角度来安排磁铁的位置。婀年来出现了一些该方式的产品,例如日本年鹿ú嫉淖ɡ校就有关嗲该方式配爨方案豹内容。夔羞耀±毒孝崧懿普及,该方式终会毅簧多戆应用到各个领域。这种控制方式利用了磁铁或励磁线圈和短路线圈之间的斥力,简称感应斥力方式。秀了得鬟露力,藏磁线潮靼短路线圈之满必须有鞠瓣豹运动。遮秘方式主要废用于超导磁懋浮列车的懋浮装置上。磁悬浮技术是利用电磁力将物体悬浮于空间的一项技术。其应用主蒙分为两大领域:一是将爨浮物体以壹线电视进行牵弓蛊湓谔囟腹斓郎襄坌校形成磁懋浮麓车潍剿;舅一是褥戆浮耪俸班旋转毫税驱藜,缓其绕特定豹辘线旋转,形成磁悬浮转予。在第二种应用领域里,起支承作朋的磁悬浮技术与传磁懋浮转子是淤磁力轴交为嶷承戆转子系绕,瑟磁力毒囔承是弱羯电磁力将被支承件稳定悬浮程空间,使支承件与被支承件之间没有机械接触的一种高性能机电一体化轴承。由于实现了光机械接触和电子控制,磁力轴承与普通轴承●完全清除了磨损。磁力辘承理论上《获得永久性羔俸寿命。●无需润滑和密封。不用相应的泵、管邋、过滤器和密封件,不会因润●褰嚣壤性强。髭在较裹或掇抵戆漫霾妗下工琛●发热少、功耗低。仅由磁滞和涡流引超很小的磁授,因而效率商,功耗大约仅为骺通轴承的。●圆周转速态。毒盘承转