【摘要】：文中研究了一種徑向雙繞組永磁偏置磁懸浮軸承，介紹了其結(jié)構(gòu)及工作原理。根據(jù)等效磁路法推導(dǎo)了該磁懸浮軸承的懸浮力公式，并建立了轉(zhuǎn)子位于平衡位置附近時的線性解析數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，重點進(jìn)行基于承載力最大結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用磁路設(shè)計方法結(jié)合磁場專用有限元軟件Ansoft設(shè)計出該磁懸浮軸承的各部分尺寸，設(shè)計中利用定子磁軛修正系數(shù)和轉(zhuǎn)子磁軛修正系數(shù)修正定子磁軛和轉(zhuǎn)子磁軛的理論計算結(jié)果，在計算永磁體尺寸時將轉(zhuǎn)子的軸向磁阻帶入計算，得出更準(zhǔn)確的永磁體尺寸理論計算結(jié)果。文中通過Ansoft電磁場有限元分析軟件對該磁懸浮軸承的磁場性能及轉(zhuǎn)子受力進(jìn)行了仿真研究，仿真結(jié)果表明：轉(zhuǎn)子硅鋼片疊片系數(shù)對磁路影響較大；轉(zhuǎn)子在平衡位置，偏置磁場疊加不同控制磁場時轉(zhuǎn)子受力呈線性增加；轉(zhuǎn)子在平衡位置附近時，控制磁場與偏置磁場均是解耦的。最后，對文中設(shè)計的徑向雙繞組永磁偏置磁懸浮軸承進(jìn)行了試驗研究，試驗結(jié)果表明：設(shè)計的雙繞組永磁偏置磁懸浮軸承可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)子兩個自由度同時快速穩(wěn)定懸浮并且轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)流暢。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TH133.3
【圖文】：

轉(zhuǎn)子位置可以控制，磁懸浮軸承不同于其他軸承，即使轉(zhuǎn)子不在軸承中心也能支軸承剛度和阻力由控制系統(tǒng)決定，在一定范圍內(nèi)不僅可以自由設(shè)計，而且在運，動態(tài)性能較好�？刂凭热Q于控制環(huán)節(jié)中信號測量的精度。磁懸浮軸承還可以作為激振器使用，對轉(zhuǎn)子施加激振，利用激振信號和響應(yīng)信些未知的特性。浮軸承也有其缺點，這些缺點也成了磁懸浮軸承研究中的重點和難點：磁懸浮軸承還處于發(fā)展階段，不能形成批量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。由于磁懸浮軸承技術(shù)設(shè)計機(jī)械工程、電氣工程、計算機(jī)等諸多學(xué)科，知識復(fù)雜磁偏置磁懸浮軸承研究概述磁偏置磁懸浮軸承組成及工作原理偏置磁懸浮軸承屬于混合磁懸浮軸承的一種，一套完整的永磁偏置磁懸浮軸承磁體、電磁鐵、線圈、位移傳感器、控制器、功率放大器，其工作原理如圖 1

圖 1.2 五自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖果要使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮在指定位置，需控制轉(zhuǎn)子的五個自由度，包括四個徑向方向的向方向的平動，使轉(zhuǎn)子只能在電機(jī)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動。一套完整的實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子五自由度軸承系統(tǒng)需要兩個徑向磁懸浮軸承和一個軸向磁懸浮軸承，徑向磁懸浮軸承分別約y 方向位移（以轉(zhuǎn)子軸向為 z 軸），軸向磁懸浮軸承約束轉(zhuǎn)子的 z 方向的位移，這樣中心軸作旋轉(zhuǎn)運動。 永磁偏置磁懸浮軸承的研究現(xiàn)狀于永磁偏置磁懸浮軸承的諸多優(yōu)點，國外研究人員早在20世紀(jì)60年代就對其展開了年在瑞士蘇黎世首次召開以后每兩年召開的國際磁懸浮軸承會議（International Symagnetic Bearings，ISMB）和從 1991 年起在美國每兩年召開一次的國際磁懸浮技ernational Symposium on Magnetic Technology，ISMST）的歷屆會議論文上均有相關(guān)989 年 C.K.Sortore.等人對比了主動磁懸浮軸承與混合磁懸浮軸承的功率損耗，其研承電機(jī)系統(tǒng)的運行結(jié)果表明（轉(zhuǎn)速達(dá) 23000r/min），采用主動磁懸浮軸承時系統(tǒng)的用混合磁懸浮軸承時系統(tǒng)的功率損耗分別為 500W 和 207W，功耗僅為傳統(tǒng)主動磁

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2715627