磁軸承具有無磨損、無需潤滑和密封、高速度、壽命長等優(yōu)良品質，從根本上革新了傳統(tǒng)的支承方式。針對主動磁軸承的不足：體積大、直流功放功率損耗大、氣隙偏小及成本高等，論文研究一種交流二自由度混合磁軸承，作為五自由度電主軸一端的兩自由度懸浮支承。 交流混合磁軸承結構新穎、緊湊，易于采用高性能數(shù)字信號處理器DSP控制的三相逆變器來驅動。本文從磁軸承的結構和磁路出發(fā)，針對交流二自由度同極型混合磁軸承，開展了基礎理論與試驗研究，具體內容： 首先，采用等效磁路法對該磁軸承的磁路進行了推算，分析其工作原理，推導數(shù)學模型；根據(jù)數(shù)學模型提出控制策略，運用Matlab／Simulink構建出仿真系統(tǒng)，對磁軸承的啟浮和懸浮特性進行分析，再對轉子質量不平衡引起的振動進行研究，并建立四自由度剛性轉子和柔性轉子的模型。 其次，設計了樣機參數(shù)，運用Ansoft公司的Maxwell3D有限元分析軟件分別對交流二自由度混合磁軸承和交直流三自由度混合磁軸承的磁路、轉子受力特性進行分析，驗證了樣機結構參數(shù)的合理性。 最后，設計了交流混合磁軸承以IPM為核心的三相逆變電路，并以減小交流磁軸承控制線圈中的電流紋波為出發(fā)點，提出了另一種驅動電路三電平功率逆變電路；基于TMS320F2812的交流磁軸承數(shù)字控制器的硬件結構，設計了交流磁軸承數(shù)字控制器的軟件，并對交流二自由度混合磁軸承系統(tǒng)進行調試。 理論研究與實驗結果表明：交流混合磁軸承結構合理緊湊、效率高、成本低，具有廣泛潛在應用前景。
【學位單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2007
【中圖分類】：TH133.3;TM571
【部分圖文】：

在其它工業(yè)領域，磁軸承的應用有離心壓縮機、汽輪發(fā)電機等等。磁軸承不僅能懸浮輕型、高速轉子，亦能懸浮重達數(shù)十噸的轉子，因而對重工業(yè)和能源工業(yè)的大型設備也有廣泛的應用前景。如圖1.1所示，美國的Levietronix公司將二自由度和三自由度永磁偏磁混合磁軸承作為高速電主軸系統(tǒng)的重要支承部件，成為磁軸承工業(yè)應用的典型。如圖1.2所示，磁軸承系統(tǒng)的傳感器，控制器和功率放大器都被集成到一塊電路板上。擴續(xù)纂黑甜熱稱茄初咬份雌圖1.1混合磁軸承支承的高速電主軸，.2交流混合磁軸承的研究意義圖1.2混合磁軸承電控系統(tǒng)的硬件設備1.2.1研究目的對于一個徑向主動磁軸承而啟一，定子常常采用四個電磁鐵磁極的布置結構，運行時需要四路單極性或者兩路雙極性直流功率放大器來驅動;可以設想通過采

業(yè)的大型設備也有廣泛的應用前景。如圖1.1所示，美國的Levietronix公司將二自由度和三自由度永磁偏磁混合磁軸承作為高速電主軸系統(tǒng)的重要支承部件，成為磁軸承工業(yè)應用的典型。如圖1.2所示，磁軸承系統(tǒng)的傳感器，控制器和功率放大器都被集成到一塊電路板上。擴續(xù)纂黑甜熱稱茄初咬份雌圖1.1混合磁軸承支承的高速電主軸，.2交流混合磁軸承的研究意義圖1.2混合磁軸承電控系統(tǒng)的硬件設備1.2.1研究目的對于一個徑向主動磁軸承而啟一，定子常常采用四個電磁鐵磁極的布置結構，運行時需要四路單極性或者兩路雙極性直流功率放大器來驅動;可以設想通過采

在這種三極式主動磁軸承中使用三相逆變器是有可能的，但需要另加一圈通以直流電產生偏磁磁通。這套線圈占用磁軸承內部很大空間，尤其轉子需要密封的系統(tǒng)，需要將磁軸承尺寸設計得更大。對于這樣的密封業(yè)應用泵或壓縮機)，我們希望磁軸承能具有以下的特點:可以將氣隙做得很大(>lmm);不需要直流偏磁線圈;結構小巧緊湊;交流混合磁軸承的提出基于以上的設想，提出了一種新型的磁軸承—交流混合磁軸承。只需體代替通以直流電的控制線圈來產生靜態(tài)偏磁磁通，就可以解決以上僅僅使用一套三相逆變器來驅動三相線圈，節(jié)約了設計成本，縮小了體
【引證文獻】

本文編號：2888528