【摘要】： 主動(dòng)磁懸浮軸承(AMB)具有無(wú)摩擦、無(wú)磨損、無(wú)需潤(rùn)滑、壽命長(zhǎng)等一系列傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承所不具備的優(yōu)點(diǎn)。受到國(guó)內(nèi)為學(xué)術(shù)界和工業(yè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注,也因此成為軸承行業(yè)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。文章的主要工作: (1)建立了磁懸浮軸承的數(shù)學(xué)模型。從電磁理論出發(fā)推導(dǎo)了磁懸浮軸承的非線性力學(xué)模型,將其在平衡點(diǎn)處做了線性化處理。對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行力學(xué)分析得到其數(shù)學(xué)模型。由于磁懸浮軸承具有開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定性,因此采用PID閉環(huán)控制。 (2)磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算和推導(dǎo)過(guò)程是對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的第一步。本文分別對(duì)徑向和軸向磁懸浮軸承的定子和轉(zhuǎn)子的各個(gè)幾何參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的推導(dǎo)。 (3)利用MATLAB和ANSYS相結(jié)合的方法,對(duì)磁懸浮軸承進(jìn)行了動(dòng)態(tài)特性分析。并利用MATLAB的模糊控制箱對(duì)磁懸浮軸承的模糊PID控制進(jìn)行了仿真,并將傳統(tǒng)PID控制與變參數(shù)PID控制進(jìn)行了對(duì)比。仿真表明,變參數(shù)PID控制改善了轉(zhuǎn)子的起浮過(guò)程。 (4)分析并研制了主動(dòng)磁懸浮軸承的模擬PID控制系統(tǒng)。并分別對(duì)硬件電路的各個(gè)組成部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)與調(diào)試。 本文采用PID控制策略。對(duì)5自由度的磁懸浮轉(zhuǎn)子耦合特性進(jìn)行了分析,得出在轉(zhuǎn)速不超過(guò)20000r/min的情況下可以采用分散控制。在建立數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上通過(guò)試湊法對(duì)PID控制參數(shù)進(jìn)行了仿真整定。
【圖文】：

磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)示意圖

圖3.2土動(dòng)磁懇浮軸承的總體結(jié)構(gòu)原理圖 F19.3， 2TheOverallStruetureSchematiesofAetiveMagnetieBearing圖3.2為磁懸浮軸承系統(tǒng)中作為被控對(duì)象的主動(dòng)磁懸浮軸承的總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。由圖可知，在轉(zhuǎn)軸的兩端處各有一個(gè)保護(hù)軸承，保護(hù)軸承與轉(zhuǎn)軸之間的氣隙小于徑向磁軸承及電機(jī)定子與轉(zhuǎn)軸的氣隙。在磁懸浮軸承正常工作期間，保護(hù)軸承不與轉(zhuǎn)軸接觸。當(dāng)突然斷電或主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)失控時(shí)，保護(hù)軸承起臨時(shí)支承高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸的作用，，防止轉(zhuǎn)軸與電機(jī)定子及主動(dòng)磁懸浮軸承定子相碰撞而損壞整個(gè)軸承系統(tǒng)。當(dāng)磁懸浮軸承不工作時(shí)，轉(zhuǎn)軸也落在保護(hù)軸承上，保護(hù)軸承無(wú)論在徑向還?
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH133.3

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本文編號(hào)：2625004