【摘要】：本文研究了無(wú)傳感器磁懸浮軸承系統(tǒng)的基本原理、閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其穩(wěn)定性。研究了轉(zhuǎn)子位移無(wú)傳感器檢測(cè)的兩種方法,即小信號(hào)注入測(cè)試法和差動(dòng)變壓器測(cè)試法。在磁懸浮軸承的電磁鐵上繞一組線圈,這組線圈既是產(chǎn)生磁懸浮力的勵(lì)磁線圈,又是提取轉(zhuǎn)子位移信號(hào)的感應(yīng)線圈,在功率放大器的輸入端加入小幅值信號(hào)作為載波測(cè)試信號(hào),從線圈兩端電壓中提取含有轉(zhuǎn)子位移變化信息的電壓載波分量,通過(guò)位移檢測(cè)電路解調(diào)得到與轉(zhuǎn)子位移成比例的電壓信號(hào)。 對(duì)無(wú)傳感器磁懸浮軸承系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)制作了無(wú)傳感器位移檢測(cè)電路和線性功率放大器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,利用磁懸浮軸承的勵(lì)磁線圈可以檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的位移信號(hào),不需要設(shè)計(jì)專門(mén)的位移傳感器。本文設(shè)計(jì)加工了一套單自由度的無(wú)傳感器磁懸浮軸承系統(tǒng),應(yīng)用本文研究的小信號(hào)注入測(cè)試法得到了轉(zhuǎn)子的位移信號(hào),成功的實(shí)現(xiàn)了單自由度無(wú)傳感器磁懸浮軸承靜態(tài)懸浮。
【圖文】：

無(wú)傳感器磁軸承系統(tǒng)在某一自由度上采用差動(dòng)工作方式，根據(jù)線圈的繞不同，可分為兩大類(lèi)：磁場(chǎng)疊加式與電流疊加式[21]。磁場(chǎng)疊加式就是將線圈分為偏置線圈和控制線圈，其中通過(guò)的電流分別置電流 和控制電流 。某一氣隙中的磁場(chǎng)是由 與 分別產(chǎn)生磁場(chǎng)后疊成的合成磁場(chǎng)，，如圖 2.5 所示， 可由恒流源提供，產(chǎn)生偏置磁場(chǎng) 。 在線圈兩端的控制電壓 提供，產(chǎn)生控制磁場(chǎng) �？刂齐妷� 是由系統(tǒng)擾動(dòng)力與擾動(dòng)位移量 的大小和方向而產(chǎn)生的。0IdI0IdI0I0BdIdUdBdUdx

圖 2.7 單自由度無(wú)傳感器磁軸承系統(tǒng)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)模型將方程（2-5）的兩邊進(jìn)行拉氏變換后可得：( ) ( ) ( ) ( )FsmsXsKIsKXsix==+2（2-6）以 I(s)為系統(tǒng)的輸入，Z(s)為系統(tǒng)的輸出，則得到單自由度無(wú)傳感器磁軸系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：( )( )20202()sPKmsKKIsZsGsxi = = =（2-7）上式中mKKi= 0，mKPx=20開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的特征方程為： 0（2-8）202s P=則0s =±P從上式可知系統(tǒng)有一個(gè)極點(diǎn)在復(fù)平面的右半平面，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定的充分和必要條件：系統(tǒng)特征方程式所有根的實(shí)數(shù)部分均落在復(fù)平面的左半平面，故單自由度無(wú)傳感器磁軸承系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.3

【引證文獻(xiàn)】

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1 唐明;祝長(zhǎng)生;;力擾動(dòng)對(duì)無(wú)傳感器電磁軸承位移解調(diào)的影響[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2013年04期

2 唐明;祝長(zhǎng)生;;基于占空比補(bǔ)償?shù)碾姶泡S承無(wú)傳感器運(yùn)行[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2013年08期

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2 孫傳余;新型低功耗永磁偏置混合磁軸承的研究[D];山東科技大學(xué);2010年

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2 董瑞;主動(dòng)磁力軸承轉(zhuǎn)子位置自檢測(cè)及功率放大器的研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

3 金超武;差動(dòng)變壓器式傳感器在磁懸浮軸承中的應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

4 曹昌平;無(wú)軸承感應(yīng)電機(jī)的無(wú)徑向位移傳感器運(yùn)行研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

5 王秀珍;磁力軸承電感位移傳感器的研究[D];武漢理工大學(xué);2009年

6 黃峰;動(dòng)力磁懸浮軸承徑向位移自檢測(cè)系統(tǒng)研究[D];大連交通大學(xué);2009年

7 王華偉;軸流式磁懸浮心臟泵控制系統(tǒng)的研究[D];山東大學(xué);2009年

8 高雪;無(wú)位移傳感器磁懸浮軸承自檢測(cè)系統(tǒng)研究[D];大連交通大學(xué);2010年

9 劉文磊;磁懸浮軸承電控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2609486