發(fā)布時(shí)間：2020-06-02 10:21

【摘要】：隨著高速電機(jī)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(yùn)行起著至關(guān)重要的作用,從而對驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求不斷提升,因此磁軸承驅(qū)動系統(tǒng)越來越受到關(guān)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(shí)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(yùn)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(gè)方面進(jìn)行研究和設(shè)計(jì):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(shè)計(jì)原則,結(jié)合采樣—保持型功放和PWM型功放的優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種新型的三電平開關(guān)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(gè)周期內(nèi)至多動作一次,減小了損耗,仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)電路響應(yīng)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(diǎn),從理論上推導(dǎo)了轉(zhuǎn)子的干擾力和兩個(gè)位移傳感器所受干擾信號與控制器輸出信號以及兩個(gè)位移傳感器輸出信號之間的關(guān)系,提出了一種基于LMS自適應(yīng)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(shí)現(xiàn)傳感冗余功能的新方法。根據(jù)理論分析進(jìn)行了傳感器故障識別電路的FPGA模塊化設(shè)計(jì),完成傳感器冗余電路的制作,仿真與實(shí)驗(yàn)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(shí)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(yīng)用于諸多領(lǐng)域，大到航天、軍工及工業(yè)生產(chǎn)中的電動機(jī)已經(jīng)成為如今的研究熱門。但是隨著高速電機(jī)的發(fā)展，其間的矛盾日益突出。例如，某些高速電機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá) 50000的滾珠軸承作為支撐，滾珠將因不能承受高速運(yùn)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(jī)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(yīng)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(gè)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(xué)碩士學(xué)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(shí)際采集值I 進(jìn)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(jìn)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(shí)，I 增大；當(dāng)dU 處于負(fù)向時(shí)，I 減小。在一個(gè)于負(fù)向電壓的時(shí)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(guān)頻率固定，可在任意時(shí)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(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH133.3;TP212

【參考文獻(xiàn)】

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1 張維煜;朱q

本文編號：2693009