主動磁懸浮軸承（簡稱磁懸浮軸承）是利用可控的電磁力將轉(zhuǎn)子穩(wěn)定地懸浮在空中,實現(xiàn)轉(zhuǎn)子和定子之間無機械接觸的一種新型的高性能軸承。由于其具有無磨損、無需潤滑、壽命長、能耗低、振動和噪聲小等傳統(tǒng)軸承無法比擬的優(yōu)點,在航空航天、能源、交通、超高速精密加工等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景.功率放大器系統(tǒng)是磁懸浮軸承系統(tǒng)的重要組成部分,其性能的好壞直接影響磁懸浮軸承執(zhí)行的優(yōu)劣。本文對基于FPGA的磁懸浮軸承三電平功放數(shù)字控制器及磁懸浮軸承多點溫度自動檢測系統(tǒng)做了研究與實驗,主要工作為:第一,根據(jù)磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的需要,本文設(shè)計了以Xilinx Xc2s200的FPGA（可編程邏輯門器件）為平臺的磁懸浮軸承功放的數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng),提高了三電平功率放大器的電流響應(yīng)速度,減小了電流紋波,使得磁懸浮軸承同時具有高精度、高剛度。第二,程序采用數(shù)字PID控制方式,提高功放的電流響應(yīng)速度,以數(shù)字并行通訊的方式接收DSP傳送的控制信號,并實時將采集到的線圈電流數(shù)據(jù)發(fā)送給DSP控制芯片,提高系統(tǒng)的控制精度和穩(wěn)定性。第三,設(shè)計了無干擾多點溫度自動檢測系統(tǒng),采用熱敏電阻在磁懸浮電主軸內(nèi)部多個關(guān)鍵點對溫度檢測,實時為運行中的控制系... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

單自由度磁懸浮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

磁懸浮軸承在低速的情形下，可以忽略陀螺效應(yīng)禍合〔’〕，此時，磁懸浮軸承就可以被分解為空間(x，y，z)三個方向上不相互影響的單自由度模型，如圖2.1所示。磁懸浮軸承是通過磁場力為媒介，將電能轉(zhuǎn)化為機械能的。在真空磁場中，導(dǎo)磁體受到的磁力為:尸·舜(2一l)對于圖(2.1)中的電磁鐵，假設(shè)磁路中間隙的磁場為均勻分布，并不計鐵芯回路的磁損時，電磁力:;一粵。。、2:共斗C。-(2一2)電磁鐵等效電感為:(2一3)圖2.1差動磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)圖

磁懸浮軸承在高速的情形下，轉(zhuǎn)子受陀螺效應(yīng)影響顯著，因此，需要建立起轉(zhuǎn)子的動力學模型，整體分析轉(zhuǎn)子空間模型。磁懸浮軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.2所示，處于三維空間上的轉(zhuǎn)子一共包含六個剛體自由度113]l14]:沿x軸、y軸、z軸三個方向上平動的自由度和分別繞這三軸轉(zhuǎn)動的三個轉(zhuǎn)動自由度，其中繞Z軸的轉(zhuǎn)動。并非由磁懸浮軸承系統(tǒng)控制器控制，而是由驅(qū)動電機控制。因為主動磁懸浮軸承系統(tǒng)控制器的任務(wù)

【參考文獻】：
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本文編號：3230818