本文在一般五自由度磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)的基礎上增加一磁懸浮阻尼器,研究了帶阻尼器磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)的動態(tài)性能。主要研究內容如下:1)論述了系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設計方法;建立了加阻尼器前后磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)的數(shù)學模型。2)分析磁懸浮阻尼器對系統(tǒng)性能的影響。編寫了相關程序,分析了加阻尼器前后磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域、固有頻率及相應的振型、不平衡響應。3)分析了傳感器時間常數(shù)、功放時間常數(shù)和陀螺力矩對系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域、固有頻率及相應的振型、不平衡響應的影響。4)設計制作了試驗臺機械裝置、傳感器、控制器、功率放大器等。5)通過試驗模態(tài)分析和高速旋轉實驗分析了加阻尼器前后磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域、固有頻率及相應的振型、不平衡響應;通過對系統(tǒng)在靜態(tài)下和高速旋轉狀態(tài)下控制參數(shù)的穩(wěn)定區(qū)域的實驗研究,分析了時間常數(shù)和陀螺力矩的影響。 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)結構圖

懸浮軸承和轉子。本章簡要介紹系統(tǒng)的各個組成部分。2.1 系統(tǒng)的結構系統(tǒng)結構如圖 2.1加阻尼器后磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)結構圖 2.1圖 2.1 磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)結構圖2.2 系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設計2.2.1 傳感器的選擇位移傳感器的性能決定系統(tǒng)對轉子位置的控制精度,磁懸浮軸承根據(jù)傳感器檢測的位移信號來調整電磁力的大小和作用方向,進而使轉子恢復其理想位置。傳感器必須滿足以下幾個性能指標:靈敏度、信躁比和分辨率、穩(wěn)定性、響應寬帶、線性度,可靠性,磁懸浮軸承系統(tǒng)的傳感器還必須是非接觸式,并且能高精度的測量軸的位移，避免造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。目前多采用電渦流傳感器,其基本原理是利用通電檢測線圈的電磁場與被測體內產生的電渦流的電磁場之間的相互作用,引起線圈等效電感和等效電阻的變化,從而把被測量轉換為電參數(shù),達到檢測的目的。它的最大優(yōu)點是靈敏度和分辨率高,頻率響應好,體積小,可靠性高

圖 2.3 徑向磁懸浮軸承實物圖 圖 2.4 推力磁懸浮軸承實物圖徑向磁懸浮軸承有前后兩個，結構形狀基本一樣。2.2.5 磁懸浮阻尼器的設計磁懸浮軸承在沒有外加控制時具有負剛度，系統(tǒng)本質不穩(wěn)定。選擇合適的控制策略與控制參數(shù)，使軸承具有合適的剛度與阻尼以支承轉子并使系統(tǒng)具有較好的動態(tài)性能，這就是所有相關公開文獻所研究的主動磁懸浮軸承。為抑制細長轉子在高速運行時的彎曲模態(tài)振動，可考慮在兩個徑向磁懸浮軸承的基礎上增加磁懸浮阻尼裝置。該阻尼裝置不能有支承剛度，以避免對低轉速下轉子的剛體模態(tài)振動產生超靜定約束。為了實現(xiàn)這樣的裝置，可在合適位置增加一個徑向磁懸浮軸承，并對該軸承施加合適的控制參數(shù)，使控制所產生的正剛度與軸承本身所具有的負剛度抵消，則附加磁懸浮軸承的支承剛度等于或接近于零，而成為磁懸浮阻尼器。2.2.6 轉子的設計轉子結構簡圖如圖 2.5。轉子總長 828mm，轉子鐵芯外徑 39.7mm，轉子鐵

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]磁浮軸承轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究[J]. 何欽象,趙天鋒,曹升虎,周銀鋒.  西安理工大學學報. 2005(02)
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博士論文
[1]磁力軸承支承的轉子動態(tài)特性研究[D]. 吳華春.武漢理工大學 2005
[2]用于高速旋轉機械的電磁輔助支承的研究[D]. 李慧敏.浙江大學 2004

碩士論文
[1]磁懸浮轉子系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 趙鵬.武漢理工大學 2005
[2]磁浮軸承—轉子系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 劉穎.西安理工大學 2003



本文編號：3595615