本文關(guān)鍵詞：永磁偏置磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其控制器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磁懸浮軸承是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空間,使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機(jī)械接觸的一種新型高性能軸承,現(xiàn)代工業(yè)界常利用其來實(shí)現(xiàn)高速電機(jī)轉(zhuǎn)子的懸浮支撐。磁懸浮軸承以其無污染、無潤滑、無摩擦、無磨損、高速度、高精度、低功耗等優(yōu)點(diǎn),從根本上改變了傳統(tǒng)的軸承支撐形式,以及克服了需要獨(dú)立液壓、氣壓系統(tǒng)的液浮、氣浮軸承的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、效率低下等缺點(diǎn),特別適合高速、真空和超潔凈等特殊的應(yīng)用場合。它是一種典型的高技術(shù)含量、高附加值機(jī)電一體化產(chǎn)品,其性能的優(yōu)劣是由它的控制系統(tǒng)決定。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用也越發(fā)廣泛。首先,論文介紹了磁懸浮軸承的基本原理及分類,論述了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,提出了特性優(yōu)良的永磁偏置磁懸浮軸承(混合軸承)。然后對(duì)永磁偏置磁懸浮軸承進(jìn)行分析研究,論述其工作原理及數(shù)學(xué)模型。通過磁路分析,以軸承承載力為基礎(chǔ)對(duì)兩自由度徑向永磁偏置磁懸浮軸承的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì),以及對(duì)保護(hù)軸承和本體損耗的計(jì)算進(jìn)行了簡單敘述。其次,將基于變分原理的有限元方法用于磁懸浮軸承的電磁場數(shù)值分析,利用Ansoft Mawell有限元軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的磁懸浮軸承的本體結(jié)構(gòu)建立了實(shí)體模型,使用三維非線性有限元方法計(jì)算磁懸浮軸承電磁場的空間分布,對(duì)磁懸浮軸承平衡狀態(tài)和偏移狀態(tài)的電磁場進(jìn)行了有限元仿真,求解了磁通密度、磁場強(qiáng)度等,驗(yàn)證了磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確性。最后,對(duì)永磁偏置磁懸浮軸承系統(tǒng)中的另一個(gè)重要部分——控制系統(tǒng)進(jìn)行闡述,包括位移傳感器、功率放大器和控制器,并對(duì)控制系統(tǒng)中的核心部分——控制器進(jìn)行了PID設(shè)置及MATLAB仿真,驗(yàn)證PID控制器能使受到外力擾動(dòng)的轉(zhuǎn)子重新恢復(fù)到平衡位置。
【關(guān)鍵詞】：徑向永磁偏置磁懸浮軸承 兩自由度 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Maxwell PID控制
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-9
• Contents9-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 磁懸浮軸承概述12-16
• 1.1.1 磁懸浮軸承的工作原理12-14
• 1.1.2 磁懸浮軸承的特點(diǎn)14
• 1.1.3 磁懸浮軸承的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2 永磁偏置磁懸浮軸承概述16-17
• 1.2.1 永磁偏置磁懸浮軸承的提出16
• 1.2.2 永磁偏置磁懸浮軸承的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 課題研究意義及主要內(nèi)容17-19
• 第二章 永磁偏置磁懸浮軸承的工作原理和數(shù)學(xué)模型19-27
• 2.1 永磁偏置磁懸浮軸承的工作原理19-21
• 2.2 永磁偏置磁懸浮軸承的分類21-23
• 2.2.1 按控制電流形式分類21-22
• 2.2.2 按功能分類22
• 2.2.3 按偏置磁場極性分類22-23
• 2.3 永磁偏置磁懸浮軸承的數(shù)學(xué)模型23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 永磁偏置磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-42
• 3.1 永磁偏置磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)27-37
• 3.1.1 氣隙的計(jì)算27-28
• 3.1.2 轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)28-29
• 3.1.3 定子的設(shè)計(jì)29-32
• 3.1.4 永磁體的設(shè)計(jì)32-37
• 3.1.4.1 永磁體的選用原則32
• 3.1.4.2 永磁體的基本特性32-35
• 3.1.4.3 常見永磁材料介紹35
• 3.1.4.4 永磁材料尺寸確定35-37
• 3.2 永磁偏置磁懸浮軸承的電氣參數(shù)設(shè)計(jì)37-40
• 3.2.1 線圈安匝數(shù)的確定37
• 3.2.2 繞組線徑的確定37-38
• 3.2.3 繞組的電阻和電感38-39
• 3.2.4 本體的損耗計(jì)算39-40
• 3.3 保護(hù)軸承的設(shè)計(jì)40
• 3.4 參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 永磁偏置磁懸浮軸承的有限元仿真42-57
• 4.1 電磁場的研究意義42-43
• 4.2 電磁場基礎(chǔ)理論43-44
• 4.3 有限元方法44-46
• 4.4 有限元仿真46-56
• 4.4.1 Maxwell簡介46-47
• 4.4.2 平衡狀態(tài)的電磁場仿真47-52
• 4.4.2.1 前處理47-49
• 4.4.2.2 求解49
• 4.4.2.3 后處理49-52
• 4.4.3 偏移狀態(tài)的電磁場仿真52-56
• 4.4.3.1 未加入控制電流52-53
• 4.4.3.2 加入控制電流53-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第五章 永磁偏置磁懸浮軸承的控制器研究57-67
• 5.1 位移傳感器57-59
• 5.2 功率放大器59-61
• 5.3 控制器61-66
• 5.3.1 PID控制器概述61-62
• 5.3.2 PID參數(shù)整定62-63
• 5.3.3 PID控制器仿真63-66
• 5.3.3.1 MATLAB簡介63-64
• 5.3.3.2 控制器仿真64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 總結(jié)與展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄒海丹;朱q，

本文編號(hào)：339859