磁懸浮軸承利用電磁力使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮,旋轉(zhuǎn)軸之間無機械接觸,具有無摩擦、無潤滑、轉(zhuǎn)速高以及壽命長等優(yōu)點,是未來高速旋轉(zhuǎn)機構(gòu)支撐軸承的主要發(fā)展方向。 一套完整的磁懸浮旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng),至少包括兩臺徑向磁軸承、一臺軸向磁軸承以及一臺電動機,系統(tǒng)硬件電路包括檢測、功率驅(qū)動、外圍保護以及電源等模塊,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。而且,若電動機采用變頻器單獨控制,硬件系統(tǒng)較分散,控制器之間通訊不便,整體抗干擾能力差。為此,本文將電動機和磁軸承的控制器集成于一體,進(jìn)行整體電路設(shè)計,以達(dá)到減小體積、降低成本的目的,并進(jìn)一步提高磁懸浮軸承系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和抗干擾能力。 本文以徑向載荷為800N、軸向載荷為1000N以及驅(qū)動電機功率為550W的磁懸浮驅(qū)動系統(tǒng)為研究對象,設(shè)計了以TMS320LF2407A為主控制器的系統(tǒng)硬件電路總體結(jié)構(gòu)。在分析位移、電流、電壓、速度等參量的實時檢測原理的基礎(chǔ)上,根據(jù)DSP實際工作電壓要求對采樣電路進(jìn)行了整體設(shè)計,并采用PSPICE電路仿真軟件對所設(shè)計電路進(jìn)行了仿真研究和改進(jìn)。 選取IGBT和IPM為磁懸浮軸承和電動機功率驅(qū)動模塊的核心元件,分析了其具體工作原理和特性,并設(shè)計了相關(guān)的隔離、驅(qū)動和保護等電路。針對IPM驅(qū)動單元,設(shè)計了四路不共地的15V電源,并附加了隔離保護、濾波以及穩(wěn)壓等功能,實驗結(jié)果顯示,采用濾波、穩(wěn)壓措施可有效消除諧波,提高輸出精度。 設(shè)定磁懸浮軸承轉(zhuǎn)速為10000r/min,并以位移、速度、電流、電壓等檢測電路的實際輸出為依據(jù),分析了檢測信號中高頻干擾的原因和成分,并據(jù)此設(shè)計了采樣濾波電路,結(jié)合仿真得出了適合磁懸浮軸承系統(tǒng)的濾波電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)。 最后,對系統(tǒng)硬件電路進(jìn)行了整體規(guī)劃,并制成印刷電路板(PCB),以提高系統(tǒng)抗干擾能力為目標(biāo),改進(jìn)了布局和布線,并進(jìn)一步探討了電磁屏蔽等抗干擾措施。
【學(xué)位單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH133.3
【部分圖文】：

應(yīng)用前景近些年被廣泛的關(guān)注和研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，更多的高科技領(lǐng)域?qū)⒂玫酱艖腋≥S承，它將在各個領(lǐng)域中發(fā)揮出去巨大的作用，全球?qū)ζ溲芯繜崆闃O度升溫。磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。徑向磁懸浮軸承磁架由承·電機徑向磁懸浮軸承正正正 賈賈賈 !!!耳耳1…{!……{}…}!{1{，，可可皿皿皿 皿 皿 皿 皿圖1.1磁懇浮軸承結(jié)構(gòu)小愈圖 Fig.1.1SketehmaP0fstructure0fmagneticbearingsystem1842年英國劍橋大學(xué)的Earnshaw提出了磁，甘浮的確切概念，同時證明了鐵磁體不可能僅由另一個永久磁鐵支承而在六個自由度上都保持自由、穩(wěn)定的懸浮，而必須至少有一個自由度被機械或其它約束所消除才能實現(xiàn)!3】。然而真正意義上的磁懸浮的研究是在二十世紀(jì)初電磁相吸原理在磁懸浮車輛中應(yīng)用才‘開始的。德國的Kenper于1937年申請了第一個磁懸浮支承技術(shù)的專利，并在專利的基礎(chǔ)1:面得出了要使得鐵磁體實現(xiàn)穩(wěn)定

第__章磁軸承的采樣檢測電路設(shè)討馨熟緲攀一基;…摹粼攀翔黔嘿摧鄂臀攢摹巍瓤攘彝圖2.2電洲流f專感器靜態(tài)t，J、定 Fig.2.2Statie一 StateCalibrationofEddyCurrentSensor鬃鬃 鬃巍 巍蘸蘸蒸黝 黝 鬢鬢燕菠菠羹羹耀耀鴦象黑鑫麟藩豢 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;戮 戮 戮 戮 戮戮鬢驀線轟葬撇}緩鵝妻鬢掀籍巍繃 繃 黔黔 黔鑫鑫篡篡鬢纂纂鬢 鬢纓纓蘸{蘸蘸蘸蘸巍 巍 鑫鑫鑫暴暴姿毅盛】l豁纂 纂麟麟黝藻蒸嫩蒸熟騾驟 驟 ………澎澎馨 馨 馨翻琳凝緞游吟娜梢哭集翌攝盆益后后 夔 夔夔夔 夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔纂 纂 纂 纂纂纂 纂鬢摹鬢馨羹藻蘸藻麒纂暴毅 毅纂 纂 纂 纂 纂 纂纂篆耀凳蒸彝蒸}拳】熟 熟碳 碳 碳 碳 碳 碳碳纂瀑蘸蘸蘸纂 纂纂纂羹繃婆葵裳{撼轍麟姍巍翻那翻組翻翻轆轆l瀚穿 穿 簇簇戳濰數(shù)朔器獄熟蒸藻撇魏數(shù)李璧牲越拼豁 豁 7‘eeweeeeseseseses一108， 0911111211311411矛圖2.3傳感器標(biāo)定結(jié)果{’91 F19.2.3CalibrationResultofSensor2.2.3位移檢測電路由于經(jīng)過位移傳感器輸出的電壓范圍為一9.5V一n.SV

當(dāng)輸出電壓為一10V時，記錄此時的位移為中線性點位置。在一10V的位置使被測件向前、向后以0.01毫米的位移移動，測得線性中點為1.112mm即一10V的位置，經(jīng)過計算可得傳感器的靈敏度為8.5州腳。將測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合后得到如圖2.3所示的標(biāo)定曲線。根據(jù)標(biāo)定結(jié)果得軸向位移為士0.05mm，對應(yīng)的電壓變化量為士0.43V，因為轉(zhuǎn)子在平衡位置時傳感器的輸出電壓為一10V，所以對應(yīng)的輸出電壓為C10+0.43)V一C10一0.43)V，即一9.57V一10.43V，本文中取一9.5v一10.sv為位移變化區(qū)I’ed進(jìn)行計算。
【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 陳寅璽;磁懸浮流體機械中電源系統(tǒng)的設(shè)計[D];南京航空航天大學(xué);2012年

2 邱超;磁懸浮永磁直線電動機懸浮系統(tǒng)模糊PID控制的研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2013年

本文編號：2854090