【摘要】： 磁軸承具有功耗低、無摩擦磨損、無需潤滑和密封、高速度、高精度、壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，具有對轉(zhuǎn)子主動控制能力，在各類懸浮支承領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。本課題研究一種新型的五自由度磁懸浮電主軸系統(tǒng)，具體由一個(gè)交流二自由度混合磁軸承，一個(gè)交直流三自由度混合磁軸承和高速電機(jī)等構(gòu)成，目標(biāo)是研制出一種結(jié)構(gòu)緊湊，整體體積小，制造與運(yùn)行成本低，并可應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的新型磁懸浮電主軸系統(tǒng)。本論文在國家自然科學(xué)基金(50575099)的資助下，圍繞交流混合磁軸承結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型及控制等開展了深入研究。具體內(nèi)容如下： 首先，根據(jù)磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的特點(diǎn)，介紹了磁軸承與控制器的設(shè)計(jì)方法，列出了系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)，并針對可控二自由度混合磁軸承進(jìn)行了具體研究，給出了幾種典型磁軸承的機(jī)械結(jié)構(gòu)，比較了它們的優(yōu)點(diǎn)，為后續(xù)工作的開展奠定了基礎(chǔ)。 其次，針對二自由度磁軸承，分別設(shè)計(jì)了直流和交流二種新穎的磁軸承。采用等效磁路法對該磁軸承的磁路進(jìn)行了計(jì)算，推導(dǎo)出徑向懸浮力公式；再依據(jù)懸浮力的線性化數(shù)學(xué)模型給出了機(jī)械與電氣參數(shù)設(shè)計(jì)方法；接著采用有限元分析ANSOFT軟件對樣機(jī)的磁路進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果驗(yàn)證了理論設(shè)計(jì)的合理性。 再次，依據(jù)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動方程，建立了徑向四自由度轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的狀態(tài)方程，結(jié)合控制策略、各項(xiàng)傳遞函數(shù)，建立了控制系統(tǒng)，并在Matlab軟件平臺上建立了仿真模型，通過仿真驗(yàn)證了該控制系統(tǒng)具有較好的性能。 最后，，基于CRPWM三相逆變器功放電路，采用TMS320F2812 DSP構(gòu)建了數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件，開發(fā)了數(shù)字控制系統(tǒng)的相關(guān)軟件，給出了各個(gè)功能模塊的流程圖。并以二自由度交流磁軸承數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，給出了相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為進(jìn)一步開展各項(xiàng)參數(shù)調(diào)試與功能測試奠定了實(shí)驗(yàn)條件。
【圖文】：

圖3.4交流主動異極式磁軸承從而可產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子回到平衡位置的徑向懸浮力，此可大大降低磁軸承功放放大器的體積，節(jié)省態(tài)偏磁磁通，承載力相對較小。二自由度磁軸承圖3.5新型異極式直流混合磁軸承

圖3.5新型異極式直流混合磁軸承為驗(yàn)證設(shè)計(jì)思路的正確與否，先設(shè)計(jì)了直流和交流二種異極式混合磁軸承。圖3.5顯示了一種新型的異極式直流混合磁軸承的三維、二維結(jié)構(gòu)和磁路。定子鐵芯采用硅鋼片疊壓而成，定子上有8個(gè)磁極，4個(gè)是控制磁極，4個(gè)是嵌入永磁體的永磁磁極。控制線圈固定在控制磁極上，通電可產(chǎn)生控制磁通，由于其結(jié)構(gòu)的對稱性，可采用直流電對線圈勵磁。轉(zhuǎn)子采用硅鋼片疊壓而成，以減小渦流表3.1直流二自由度磁軸承設(shè)計(jì)參數(shù)凡凡。 。 100NNN軸承長度 LLL38mmmm
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH133.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 龍志強(qiáng),王水泉,楊泉林;徑向磁軸承電磁參數(shù)的計(jì)算[J];磁性材料及器件;2000年05期

2 朱q

本文編號：2644798