【摘要】： 磁懸浮分子泵是一種采用可控磁懸浮軸承替代傳統(tǒng)軸承的真空泵,因磁懸浮軸承實(shí)現(xiàn)了對轉(zhuǎn)子的無接觸支承,具有無磨損、無需潤滑的特點(diǎn);同時對懸浮轉(zhuǎn)子的性能還具有一定的主動控制能力,更有利于實(shí)現(xiàn)分子泵的高性能。因此,磁懸浮分子泵能廣泛應(yīng)用于各種真空領(lǐng)域。 在國家16項(xiàng)重大專項(xiàng)課題之一——神光Ⅲ項(xiàng)目中,許多裝置除要求在真空環(huán)境下工作外,還要求高潔凈度和低振動的環(huán)境,磁懸浮分子泵因其良好的性能非常適合神光Ⅲ項(xiàng)目的需求。本文針對神光Ⅲ項(xiàng)目的需求,對用于磁懸浮分子泵的主動磁軸承進(jìn)行模態(tài)辨識和試驗(yàn)研究,為磁懸浮分子泵的設(shè)計(jì)開展了基礎(chǔ)研究。 首先,通過分析磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)和控制策略原理,建立了磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型;并確定影響系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)的結(jié)構(gòu)參數(shù),選擇y 間隙和偏置電流作為模態(tài)分析中的變量因子,計(jì)算了系統(tǒng)剛度、阻尼和電磁力等隨變量因子(磁隙和偏置電流)變化的情況。同時,對單自由度磁軸承試驗(yàn)臺和五自由度磁軸承試驗(yàn)臺建立了結(jié)構(gòu)模型。 其次,運(yùn)用有限元軟件ANSYS,對單自由度磁軸承和五自由度磁軸承進(jìn)行了靜力分析和模態(tài)分析,得到了系統(tǒng)前四階模態(tài)振型;通過一系列的分析,找到了單自由度磁軸承系統(tǒng)前四階共振頻率隨軸向磁隙和偏置電流的變化規(guī)律曲線;得到了五自由度磁軸承系統(tǒng)前四階共振頻率隨X向磁隙、Y向磁隙、Z向磁隙以及偏置電流的變化規(guī)律曲線。 最后,對單自由度磁軸承試驗(yàn)臺進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析,用錘擊測振系統(tǒng)測出了系統(tǒng)的實(shí)際振型和共振頻率,并與有限元模態(tài)分析結(jié)果進(jìn)行了比較。試驗(yàn)結(jié)果表明,理論模態(tài)分析與實(shí)際結(jié)果相近,從而得到了比較準(zhǔn)確的模態(tài)參數(shù),在磁軸承的控制試驗(yàn)中也驗(yàn)證了模態(tài)參數(shù)的重要性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH133.3
【圖文】：

引言圖 2-1 所示是一套完整的磁懸浮軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡圖，圖中為轉(zhuǎn)子、電機(jī)、徑向磁軸承、軸向磁軸承、傳感器探頭，外部為套感器分別固定在前端蓋和后端蓋上，輔助軸承在轉(zhuǎn)子未懸浮時起在轉(zhuǎn)子振動振幅很大或系統(tǒng)故障時起到保護(hù)作用。

2.2.2 電磁力線性化分析下面以差動勵磁方式來對電磁力的非線性進(jìn)行一定的補(bǔ)償，使之線性化。并推導(dǎo)出兩個重要的系數(shù)，電流力系數(shù)iK 和位移力系數(shù)xK 。在差動勵磁方式下，單自由度磁軸承的原理如圖 2-5 所示。a) 電磁力與電流 b) 電磁力與位移圖 2-4 電磁力與電流和位移的關(guān)系iI0I0+iδ+xδ xFy

簡化為兩個正交方向的獨(dú)立工作系統(tǒng)時，電磁極幾何形狀的特殊性，各磁極對轉(zhuǎn)子的引平行于 X、Y 的分力是可控力，剩余部分則是影響。，只選取 Y 方向上端磁路為例，圖 2-7 為結(jié) Y 方向產(chǎn)生的電磁合力為( ) cos8y a bF F Fπ= + A 磁極產(chǎn)生的電磁引力為磁極 A、B 產(chǎn)生的電磁引力�？煽氐模c下端磁極產(chǎn)生的電磁力差動工作，態(tài)電磁力。 磁極在 X 方向的電磁分力為π圖 2-6 八磁極徑向磁軸承結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2786300