在磁懸浮領(lǐng)域中,應(yīng)用最廣泛的就是磁懸浮軸承。它是利用電磁力將轉(zhuǎn)軸懸浮在磁場(chǎng)中,使轉(zhuǎn)子在空間無機(jī)械接觸、無磨損地旋轉(zhuǎn)的一種新型高性能軸承。由于具有無需潤(rùn)滑、無油污染、壽命長(zhǎng)以及適用于許多應(yīng)用環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),因而具有一般傳統(tǒng)軸承所無法比擬的優(yōu)越性,因此近年來國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究都頗為重視。為了提高磁懸浮軸承的性能,需要合理設(shè)計(jì)磁軸承的結(jié)構(gòu),這就要求對(duì)磁軸承的電磁場(chǎng)以及磁懸浮力有深入的了解,為此本文基于有限元分析軟件COMSOL Multiphysics建立了主動(dòng)磁軸承系統(tǒng)的有限元分析模型,通過仿真對(duì)磁懸浮軸承在單側(cè)磁極作用和差動(dòng)磁極作用兩種工作方式下,激勵(lì)電流、氣隙寬度、磁極寬度、偏心等因素對(duì)其電磁力的影響進(jìn)行了深入細(xì)致的探討。然后,本文探討了一種將優(yōu)化軟件iSIGHT與COMSOL Multiphysics相結(jié)合來對(duì)磁懸浮軸承進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法,并采取序列二次規(guī)劃算法對(duì)磁軸承進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),得出了相應(yīng)條件下磁軸承的最優(yōu)參數(shù),取得了滿意的結(jié)果,從優(yōu)化結(jié)果來看:COMSOL與iSIGHT軟件相結(jié)合來對(duì)磁懸浮軸承進(jìn)行分析設(shè)計(jì)是一個(gè)快捷、有效的方法.最后,為磁軸承系統(tǒng)建立單自由度的控制模型,本文采用經(jīng)... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

五自由度磁懸浮軸承的總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖 1-2 徑向磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)Fig.1-2 Structure of radial AMB力磁懸浮軸承是控制轉(zhuǎn)子在軸線方向上的運(yùn)動(dòng)，因此，軸向磁浮軸承的布局來說比較簡(jiǎn)單，可以作為單自由度磁懸浮軸承布結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示，轉(zhuǎn)子由推力盤和軸構(gòu)成，根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)構(gòu)或單獨(dú)加工采用過盈配合裝配。軸向磁軸承的推力盤及定鐵等導(dǎo)磁性較好的材料制作。軸向磁軸承定子鐵芯和推力盤的導(dǎo)磁性能外，還應(yīng)滿足一定的機(jī)械性能，這兩者往往相互矛盾

圖 1-3 軸向磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)Fig.1-3 Structure of axial AMB主動(dòng)磁懸浮軸承利用電磁鐵和鐵磁材料之間的吸力實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的無接觸懸浮，一套完整的磁軸承通常由轉(zhuǎn)子、位移傳感器、控制器、功率放大器、定子組成，轉(zhuǎn)子一方面受到重力作用，另一方面還受到可控電磁力的作用，動(dòng)態(tài)電磁力依據(jù)轉(zhuǎn)子位置的變化而不斷地得到調(diào)整，從而使轉(zhuǎn)子始終穩(wěn)定地懸浮在平衡位置附近。其工作原理如圖 1-4 所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于ANSYS的主動(dòng)磁軸承電磁場(chǎng)的有限元分析[J]. 任雙艷,邊春元,劉杰.  機(jī)械制造. 2007(12)
[2]復(fù)雜結(jié)構(gòu)上的磁懸浮軸承混合控制關(guān)鍵技術(shù)[J]. 常素芳,宋方臻,邵海燕.  濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(04)
[3]基于DSP的磁懸浮軸承數(shù)字控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J]. 黃義,胡業(yè)發(fā).  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(信息與管理工程版). 2005(05)
[4]基于ANSYS的電磁軸承特性分析系統(tǒng)[J]. 祝長(zhǎng)生,鄭堅(jiān)強(qiáng).  軸承. 2004(07)
[5]基于模糊自整定PID控制的磁懸浮軸承控制器[J]. 姚河清,馮駿.  河海大學(xué)常州分校學(xué)報(bào). 2004(01)
[6]iSIGHT——多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化集成平臺(tái)[J].   CAD/CAM與制造業(yè)信息化. 2003(12)
[7]主動(dòng)磁懸浮控制力矩陀螺的系統(tǒng)仿真[J]. 俞文伯,欒勝,房建成.  中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2003(04)
[8]磁懸浮技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J]. 張士勇.  工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2003(03)
[9]無軸承異步電機(jī)的最大徑向力有限元分析[J]. 李冰,鄧智泉,嚴(yán)仰光.  中小型電機(jī). 2003(03)
[10]主動(dòng)磁軸承控制器的應(yīng)用研究[J]. 朱熀秋,徐龍祥.  電氣自動(dòng)化. 2001(04)

博士論文
[1]求解約束優(yōu)化問題的序列二次規(guī)劃方法研究[D]. 胡清潔.湖南大學(xué) 2008
[2]磁軸承電控系統(tǒng)研究[D]. 曾學(xué)明.南京航空航天大學(xué) 2002

碩士論文
[1]浮空器飛控系統(tǒng)的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化[D]. 王浩.上海交通大學(xué) 2009
[2]高溫超導(dǎo)混合磁懸浮軸承系統(tǒng)的研究[D]. 李永亮.北京交通大學(xué) 2008
[3]磁懸浮推力軸承的電磁性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 代燕杰.山東大學(xué) 2008
[4]磁控濺射裝置中電磁場(chǎng)分布及粒子運(yùn)動(dòng)行為的計(jì)算分析[D]. 劉珍.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
[5]徑向主動(dòng)式電磁軸承及其數(shù)字控制系統(tǒng)的研究[D]. 鄭思銘.昆明理工大學(xué) 2007
[6]電磁軸承的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 楊玉麗.山東科技大學(xué) 2006
[7]磁懸浮軸承數(shù)字控制器的研究與設(shè)計(jì)[D]. 戴大海.南京航空航天大學(xué) 2006
[8]電磁軸承有限元分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制[D]. 鄭堅(jiān)強(qiáng).浙江大學(xué) 2004
[9]電磁軸承轉(zhuǎn)子軸向位移的徑向測(cè)量研究[D]. 熊劍.清華大學(xué) 2004
[10]磁力軸承電磁場(chǎng)理論分析和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 丁國(guó)平.武漢理工大學(xué) 2004



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