本文關(guān)鍵詞：多環(huán)軸向磁力軸承冗余設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著主動(dòng)磁懸浮軸承應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性已成為衡量系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，提高主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性能夠推動(dòng)其更好的應(yīng)用于高可靠性領(lǐng)域。文中針對(duì)磁懸浮軸承運(yùn)行高可靠性的要求對(duì)軸向磁力軸承的冗余設(shè)計(jì)進(jìn)行了具體研究。 首先，提出了一種沿圓周多環(huán)布置的軸向磁力軸承冗余方案并在充分利用導(dǎo)磁材料性能和磁不飽和的前提下推導(dǎo)了具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法。 然后，對(duì)多環(huán)軸向磁力軸承出現(xiàn)線圈失效時(shí)的殘余承載力比率和附加彎矩進(jìn)行理論分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合六環(huán)結(jié)構(gòu)的軸向磁力軸承展開，得到了六環(huán)結(jié)構(gòu)下的冗余設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，，完成六環(huán)軸向磁力軸承定子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；根據(jù)附加彎矩值將線圈失效形式分為平衡失效和非平衡失效兩類，分析了附加彎矩對(duì)徑向磁力軸承的影響；提出了“鏡像失效”、“對(duì)角失效”和“殘余磁極”三種主動(dòng)控制方式，從補(bǔ)償電流、殘余磁極利用率、附加彎矩等方面對(duì)三者進(jìn)行了對(duì)比。 利用ANSYS對(duì)已有的兩環(huán)軸向冗余結(jié)構(gòu)和本文提出的六環(huán)軸向冗余結(jié)構(gòu)磁力軸承進(jìn)行了承載力和冗余度對(duì)比。結(jié)果表明，本文提出的六環(huán)軸向冗余結(jié)構(gòu)在承載力和冗余度方面均優(yōu)于兩環(huán)軸向冗余結(jié)構(gòu)。此外，分析了軸承定子側(cè)壁的存在對(duì)磁場分布的影響，修正了六環(huán)軸向磁力軸承的電磁力模型。 最后，利用Matlab的Simulink模塊對(duì)六環(huán)軸向磁力軸承支撐下的磁懸浮轉(zhuǎn)子進(jìn)行了冗余重構(gòu)條件下的懸浮特性仿真，驗(yàn)證本文提出的六環(huán)軸向磁力軸承能夠?qū)崿F(xiàn)線圈失效情況下的冗余重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)磁力軸承系統(tǒng)的容錯(cuò)運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】：冗余設(shè)計(jì) 殘余承載力比率 附加彎矩 主動(dòng)控制方式 冗余重構(gòu)驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 磁力軸承的分類及應(yīng)用8-11
• 1.1.1 磁力軸承的分類8-9
• 1.1.2 磁力軸承的應(yīng)用9-11
• 1.2 磁懸浮容錯(cuò)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題11-15
• 1.2.1 故障的主要形式12
• 1.2.2 提高系統(tǒng)可靠性的方法12-13
• 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問題13-15
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容及項(xiàng)目支撐15-17
• 1.3.1 課題研究的主要內(nèi)容15-16
• 1.3.2 課題的項(xiàng)目支撐16-17
• 第二章 軸向磁力軸承的結(jié)構(gòu)冗余設(shè)計(jì)17-26
• 2.1 磁力軸承電磁力計(jì)算模型17-20
• 2.1.1 電磁場基本定律及分析方法17-18
• 2.1.2 電磁力計(jì)算模型18-20
• 2.2 軸向磁力軸承的結(jié)構(gòu)冗余設(shè)計(jì)20-25
• 2.2.1 軸向磁力軸承冗余設(shè)計(jì)思想20-21
• 2.2.2 定子結(jié)構(gòu)參數(shù)確定方法21-24
• 2.2.3 基于冗余的設(shè)計(jì)條件24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 線圈失效下殘余承載力和附加彎矩分析26-36
• 3.1 殘余承載力比率和附加彎矩模型26-29
• 3.1.1 殘余承載力比率26
• 3.1.2 附加彎矩理論模型26-28
• 3.1.3 定子環(huán)數(shù)的選擇28-29
• 3.2 六環(huán)結(jié)構(gòu)下的殘余承載力分析29-30
• 3.3 六環(huán)結(jié)構(gòu)下的附加彎矩分析30-33
• 3.3.1 基于單個(gè)定子的附加彎矩分析30
• 3.3.2 考慮雙側(cè)定子的附加彎矩分析30-31
• 3.3.3 非平衡失效下附加彎矩對(duì)徑向磁力軸承的影響31-33
• 3.4 主動(dòng)控制思路的比較33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 第四章 兩種冗余結(jié)構(gòu)軸向磁力軸承性能比較36-47
• 4.1 兩環(huán)冗余結(jié)構(gòu)的軸向磁力軸承36-40
• 4.1.1 兩環(huán)冗余軸向磁力軸承殘余承載力分析36-38
• 4.1.2 兩環(huán)冗余軸向磁力軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法38-40
• 4.2 兩環(huán)冗余與六環(huán)冗余軸向磁力軸承性能對(duì)比40-42
• 4.2.1 相同設(shè)計(jì)條件及結(jié)構(gòu)參數(shù)40-41
• 4.2.2 兩種冗余結(jié)構(gòu)冗余性能對(duì)比41-42
• 4.3 六環(huán)冗余結(jié)構(gòu)電磁力模型修正42-44
• 4.4 側(cè)壁對(duì)磁場分布的影響分析44-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第五章 六環(huán)軸向磁力軸承懸浮特性仿真47-59
• 5.1 力的分配與補(bǔ)償47-50
• 5.1.1 力的均勻分配47-48
• 5.1.2 失效形式下的力補(bǔ)償48-50
• 5.2 基于 Matlab/Simulink 的懸浮特性仿真50-58
• 5.2.1 仿真的冗余控制流程50
• 5.2.2 仿真模型的建立50-51
• 5.2.3 仿真的失效形式51-52
• 5.2.4 仿真結(jié)果及分析52-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59-60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：多環(huán)軸向磁力軸承冗余設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：349748