【摘要】：文中研究了一種徑向雙繞組永磁偏置磁懸浮軸承，介紹了其結(jié)構(gòu)及工作原理。根據(jù)等效磁路法推導(dǎo)了該磁懸浮軸承的懸浮力公式，并建立了轉(zhuǎn)子位于平衡位置附近時(shí)的線性解析數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)進(jìn)行基于承載力最大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用磁路設(shè)計(jì)方法結(jié)合磁場專用有限元軟件Ansoft設(shè)計(jì)出該磁懸浮軸承的各部分尺寸，設(shè)計(jì)中利用定子磁軛修正系數(shù)和轉(zhuǎn)子磁軛修正系數(shù)修正定子磁軛和轉(zhuǎn)子磁軛的理論計(jì)算結(jié)果，在計(jì)算永磁體尺寸時(shí)將轉(zhuǎn)子的軸向磁阻帶入計(jì)算，得出更準(zhǔn)確的永磁體尺寸理論計(jì)算結(jié)果。文中通過Ansoft電磁場有限元分析軟件對(duì)該磁懸浮軸承的磁場性能及轉(zhuǎn)子受力進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明：轉(zhuǎn)子硅鋼片疊片系數(shù)對(duì)磁路影響較大；轉(zhuǎn)子在平衡位置，偏置磁場疊加不同控制磁場時(shí)轉(zhuǎn)子受力呈線性增加；轉(zhuǎn)子在平衡位置附近時(shí)，控制磁場與偏置磁場均是解耦的。最后，對(duì)文中設(shè)計(jì)的徑向雙繞組永磁偏置磁懸浮軸承進(jìn)行了試驗(yàn)研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：設(shè)計(jì)的雙繞組永磁偏置磁懸浮軸承可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子兩個(gè)自由度同時(shí)快速穩(wěn)定懸浮并且轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)流暢。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH133.3
【圖文】：

轉(zhuǎn)子位置可以控制，磁懸浮軸承不同于其他軸承，即使轉(zhuǎn)子不在軸承中心也能支軸承剛度和阻力由控制系統(tǒng)決定，在一定范圍內(nèi)不僅可以自由設(shè)計(jì)，而且在運(yùn)，動(dòng)態(tài)性能較好�？刂凭热Q于控制環(huán)節(jié)中信號(hào)測量的精度。磁懸浮軸承還可以作為激振器使用，對(duì)轉(zhuǎn)子施加激振，利用激振信號(hào)和響應(yīng)信些未知的特性。浮軸承也有其缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)也成了磁懸浮軸承研究中的重點(diǎn)和難點(diǎn)：磁懸浮軸承還處于發(fā)展階段，不能形成批量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。由于磁懸浮軸承技術(shù)設(shè)計(jì)機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)等諸多學(xué)科，知識(shí)復(fù)雜磁偏置磁懸浮軸承研究概述磁偏置磁懸浮軸承組成及工作原理偏置磁懸浮軸承屬于混合磁懸浮軸承的一種，一套完整的永磁偏置磁懸浮軸承磁體、電磁鐵、線圈、位移傳感器、控制器、功率放大器，其工作原理如圖 1

圖 1.2 五自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖果要使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮在指定位置，需控制轉(zhuǎn)子的五個(gè)自由度，包括四個(gè)徑向方向的向方向的平動(dòng)，使轉(zhuǎn)子只能在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。一套完整的實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子五自由度軸承系統(tǒng)需要兩個(gè)徑向磁懸浮軸承和一個(gè)軸向磁懸浮軸承，徑向磁懸浮軸承分別約y 方向位移（以轉(zhuǎn)子軸向?yàn)?z 軸），軸向磁懸浮軸承約束轉(zhuǎn)子的 z 方向的位移，這樣中心軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 永磁偏置磁懸浮軸承的研究現(xiàn)狀于永磁偏置磁懸浮軸承的諸多優(yōu)點(diǎn)，國外研究人員早在20世紀(jì)60年代就對(duì)其展開了年在瑞士蘇黎世首次召開以后每兩年召開的國際磁懸浮軸承會(huì)議（International Symagnetic Bearings，ISMB）和從 1991 年起在美國每兩年召開一次的國際磁懸浮技ernational Symposium on Magnetic Technology，ISMST）的歷屆會(huì)議論文上均有相關(guān)989 年 C.K.Sortore.等人對(duì)比了主動(dòng)磁懸浮軸承與混合磁懸浮軸承的功率損耗，其研承電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果表明（轉(zhuǎn)速達(dá) 23000r/min），采用主動(dòng)磁懸浮軸承時(shí)系統(tǒng)的用混合磁懸浮軸承時(shí)系統(tǒng)的功率損耗分別為 500W 和 207W，功耗僅為傳統(tǒng)主動(dòng)磁

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 房建成;孫津濟(jì);;一種磁懸浮飛輪用新型永磁偏置徑向磁軸承[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2006年11期

2 吳剛,張育林,劉昆,程謀森,肖凱;永磁電磁軸承的磁路設(shè)計(jì)方法[J];軸承;2004年03期

3 徐正國;劉育紅;王娟;史黎明;金能強(qiáng);;基于模糊邏輯的磁懸浮混合懸浮磁極控制方案(英文)[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2006年10期

4 趙旭升;鄧智泉;王曉琳;梅磊;;永磁偏置磁軸承的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2009年09期

5 徐紹輝;徐正國;金能強(qiáng);史黎明;;混合懸浮系統(tǒng)的無加速度傳感器控制[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年05期

6 王冠,徐龍祥;永磁偏置五自由度磁軸承結(jié)構(gòu)及磁路分析[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2003年06期

7 孫玉坤;朱q

本文編號(hào)：2715627