本文關(guān)鍵詞：多環(huán)軸向磁力軸承冗余設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著主動磁懸浮軸承應用領(lǐng)域的不斷拓寬，系統(tǒng)運行的可靠性已成為衡量系統(tǒng)性能的重要指標，提高主動磁懸浮軸承系統(tǒng)的運行可靠性能夠推動其更好的應用于高可靠性領(lǐng)域。文中針對磁懸浮軸承運行高可靠性的要求對軸向磁力軸承的冗余設計進行了具體研究。 首先，提出了一種沿圓周多環(huán)布置的軸向磁力軸承冗余方案并在充分利用導磁材料性能和磁不飽和的前提下推導了具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法。 然后，對多環(huán)軸向磁力軸承出現(xiàn)線圈失效時的殘余承載力比率和附加彎矩進行理論分析。在此基礎上，結(jié)合六環(huán)結(jié)構(gòu)的軸向磁力軸承展開，得到了六環(huán)結(jié)構(gòu)下的冗余設計準則，，完成六環(huán)軸向磁力軸承定子的結(jié)構(gòu)設計；根據(jù)附加彎矩值將線圈失效形式分為平衡失效和非平衡失效兩類，分析了附加彎矩對徑向磁力軸承的影響；提出了“鏡像失效”、“對角失效”和“殘余磁極”三種主動控制方式，從補償電流、殘余磁極利用率、附加彎矩等方面對三者進行了對比。 利用ANSYS對已有的兩環(huán)軸向冗余結(jié)構(gòu)和本文提出的六環(huán)軸向冗余結(jié)構(gòu)磁力軸承進行了承載力和冗余度對比。結(jié)果表明，本文提出的六環(huán)軸向冗余結(jié)構(gòu)在承載力和冗余度方面均優(yōu)于兩環(huán)軸向冗余結(jié)構(gòu)。此外，分析了軸承定子側(cè)壁的存在對磁場分布的影響，修正了六環(huán)軸向磁力軸承的電磁力模型。 最后，利用Matlab的Simulink模塊對六環(huán)軸向磁力軸承支撐下的磁懸浮轉(zhuǎn)子進行了冗余重構(gòu)條件下的懸浮特性仿真，驗證本文提出的六環(huán)軸向磁力軸承能夠?qū)崿F(xiàn)線圈失效情況下的冗余重構(gòu)，從而實現(xiàn)磁力軸承系統(tǒng)的容錯運行。
【關(guān)鍵詞】：冗余設計 殘余承載力比率 附加彎矩 主動控制方式 冗余重構(gòu)驗證
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 磁力軸承的分類及應用8-11
• 1.1.1 磁力軸承的分類8-9
• 1.1.2 磁力軸承的應用9-11
• 1.2 磁懸浮容錯技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題11-15
• 1.2.1 故障的主要形式12
• 1.2.2 提高系統(tǒng)可靠性的方法12-13
• 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題13-15
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容及項目支撐15-17
• 1.3.1 課題研究的主要內(nèi)容15-16
• 1.3.2 課題的項目支撐16-17
• 第二章 軸向磁力軸承的結(jié)構(gòu)冗余設計17-26
• 2.1 磁力軸承電磁力計算模型17-20
• 2.1.1 電磁場基本定律及分析方法17-18
• 2.1.2 電磁力計算模型18-20
• 2.2 軸向磁力軸承的結(jié)構(gòu)冗余設計20-25
• 2.2.1 軸向磁力軸承冗余設計思想20-21
• 2.2.2 定子結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法21-24
• 2.2.3 基于冗余的設計條件24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 線圈失效下殘余承載力和附加彎矩分析26-36
• 3.1 殘余承載力比率和附加彎矩模型26-29
• 3.1.1 殘余承載力比率26
• 3.1.2 附加彎矩理論模型26-28
• 3.1.3 定子環(huán)數(shù)的選擇28-29
• 3.2 六環(huán)結(jié)構(gòu)下的殘余承載力分析29-30
• 3.3 六環(huán)結(jié)構(gòu)下的附加彎矩分析30-33
• 3.3.1 基于單個定子的附加彎矩分析30
• 3.3.2 考慮雙側(cè)定子的附加彎矩分析30-31
• 3.3.3 非平衡失效下附加彎矩對徑向磁力軸承的影響31-33
• 3.4 主動控制思路的比較33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 第四章 兩種冗余結(jié)構(gòu)軸向磁力軸承性能比較36-47
• 4.1 兩環(huán)冗余結(jié)構(gòu)的軸向磁力軸承36-40
• 4.1.1 兩環(huán)冗余軸向磁力軸承殘余承載力分析36-38
• 4.1.2 兩環(huán)冗余軸向磁力軸承結(jié)構(gòu)設計方法38-40
• 4.2 兩環(huán)冗余與六環(huán)冗余軸向磁力軸承性能對比40-42
• 4.2.1 相同設計條件及結(jié)構(gòu)參數(shù)40-41
• 4.2.2 兩種冗余結(jié)構(gòu)冗余性能對比41-42
• 4.3 六環(huán)冗余結(jié)構(gòu)電磁力模型修正42-44
• 4.4 側(cè)壁對磁場分布的影響分析44-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第五章 六環(huán)軸向磁力軸承懸浮特性仿真47-59
• 5.1 力的分配與補償47-50
• 5.1.1 力的均勻分配47-48
• 5.1.2 失效形式下的力補償48-50
• 5.2 基于 Matlab/Simulink 的懸浮特性仿真50-58
• 5.2.1 仿真的冗余控制流程50
• 5.2.2 仿真模型的建立50-51
• 5.2.3 仿真的失效形式51-52
• 5.2.4 仿真結(jié)果及分析52-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59-60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻61-64
• 致謝64

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：多環(huán)軸向磁力軸承冗余設計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：349748