【摘要】：隨著高速電機的快速發(fā)展,磁懸浮軸承的研究開始蓬勃發(fā)展。而驅(qū)動系統(tǒng)作為磁軸承系統(tǒng)核心環(huán)節(jié)之一,它的性能對磁軸承的穩(wěn)定運行起著至關重要的作用,從而對驅(qū)動系統(tǒng)設計的要求不斷提升,因此磁軸承驅(qū)動系統(tǒng)越來越受到關注。此外對系統(tǒng)可靠性的要求也越來越高。在磁懸浮軸承系統(tǒng)中,位移傳感器探頭安裝處距離轉(zhuǎn)子很近,非常容易受到各種環(huán)境因素的影響而出現(xiàn)故障。實現(xiàn)傳感器的故障冗余功能可以保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。本文是磁懸浮軸承的傳感器冗余及驅(qū)動系統(tǒng)的研究,主要按以下幾個方面進行研究和設計:分析磁軸承驅(qū)動系統(tǒng)的控制方式,依據(jù)功率放大器的設計原則,結(jié)合采樣—保持型功放和PWM型功放的優(yōu)點,設計了一種新型的三電平開關功率放大器,在其PWM輸出波形與驅(qū)動電路之間加入一種反映線圈電流和控制信號的邏輯電路,使得功率器件在一個周期內(nèi)至多動作一次,減小了損耗,仿真與實驗結(jié)果表明,所設計電路響應快,跟隨性好且紋波小。針對采用差動式位移傳感器的主動磁懸浮軸承系統(tǒng),分析了不同類型的傳感器故障的特點,從理論上推導了轉(zhuǎn)子的干擾力和兩個位移傳感器所受干擾信號與控制器輸出信號以及兩個位移傳感器輸出信號之間的關系,提出了一種基于LMS自適應濾波的故障傳感器檢測與識別算法。仿真研究結(jié)果表明該方法可以有效地檢測并識別出故障傳感器。研究與分析了傳感器故障冗余原理,提出一種識別、處理與轉(zhuǎn)換傳感器故障信號,實現(xiàn)傳感冗余功能的新方法。根據(jù)理論分析進行了傳感器故障識別電路的FPGA模塊化設計,完成傳感器冗余電路的制作,仿真與實驗結(jié)果表明模塊化FPGA濾波器良好的濾波性能和收斂性能,成功地實現(xiàn)了傳感器故障的識別功能和冗余功能。
【圖文】：

第 1 章 緒論究背景應用于諸多領域，大到航天、軍工及工業(yè)生產(chǎn)中的電動機已經(jīng)成為如今的研究熱門。但是隨著高速電機的發(fā)展，其間的矛盾日益突出。例如，某些高速電機轉(zhuǎn)速可達 50000的滾珠軸承作為支撐，滾珠將因不能承受高速運動產(chǎn)生的炸。因此對于幾萬轉(zhuǎn)甚至十幾萬轉(zhuǎn)每分的高速電機而言，都可以做為可靠的支撐。其中磁軸承具有不需要接觸、不可以應用在真空等多種場合，并且系統(tǒng)理論較為成熟，因。磁懸浮軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1.1 所示，整個系統(tǒng)包括控系統(tǒng)和傳感器信號處理系統(tǒng)。

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文功放的原理則如圖 2.1 所示，電流隨電壓變化圖如圖 和實際采集值I 進行差分比較，，通過 PI 控制器對輸出的生模塊中的三角波相截產(chǎn)生所需驅(qū)動信號，進而經(jīng)過的開合操作。定子線圈中的電流 I 與供電電壓dU 之間于正向時，I 增大；當dU 處于負向時，I 減小。在一個于負向電壓的時間，即該周期內(nèi)平均電壓為正，那么；相反情況I 減小。因此通過控制輸出 PWM 波的占空 型功放開關頻率固定，可在任意時刻根據(jù)需求通斷通斷 PWM 波的占空比在 0 到 100%之間，因此調(diào)節(jié)范圍有蹤性不好。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH133.3;TP212

【參考文獻】

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1 張維煜;朱q

本文編號：2693009