磁悬浮推力轴承机电结构及控制系统研究

发布时间：2020-03-29 04:08

【摘要】： 机械式推力轴承在高速旋转时磨损严重,寿命很短,不能满足现代高速旋转机械的要求,为了解决这一问题,本文以磁悬浮技术为基础,设计了磁悬浮推力轴承机电结构及数字控制系统,并进行了悬浮试验。 磁悬浮推力轴承一般由机电结构,检测单元和控制系统组成,本文根据实际需要,分别对其进行了设计。机电结构设计是整个系统研制的重要组成部分,机械结构设计的合理性与加工精度,直接影响到磁悬浮推力轴承的控制精度,甚至能决定磁悬浮推力轴承的研制成败。本文依据实际需要,对磁悬浮推力轴承的机械尺寸、气隙、偏置电流、线圈匝数、线圈承载电流、线径等相关参数进行了设计。 位移传感器是整个系统最重要的反馈元件,其检测精度和实时性直接影响到控制系统的性能,磁悬浮推力轴承所选用的位移传感器应具有非接触式、灵敏度高、线性范围大、稳定性好、抗干扰性能好等优点。本文依据实际需要,选择了电涡流位移传感器,设计了相关电路,经过试验检验,满足控制系统要求。 磁悬浮推力轴承数学模型是经过线性化得到的,不能精确反应系统真实状态,而PID控制算法并不要求受控对象具有精确的数学模型,具有很强的适用性和灵活性,所以本文采用了PID控制算法,利用MATLAB对PID控制算法进行了仿真,并在仿真结果的基础上进行了实验,实现了磁悬浮推力轴承的稳定悬浮,为进一步研究奠定了基础。
【图文】：

图 2.4 磁悬浮推力轴承实验装置实物图Fig2.4 The experiment device of magnetic thrust bearing推力轴承的结构形式,在综合对比几种常见励磁材磁铁的励磁材料。然后在保证承载力的前提下，对流、线圈匝数、线圈承载电流、线径等参数进行了

图 3.1 脉宽调制原理图 Fig3.1 The principle of pulse width modulation Fig2、最小脉宽控制方法为了解决电流滞环控制中的窄脉冲缺陷制一样，仅仅是在脉冲成型器中增加了一个脉冲忽略掉，原理图见图 3.2。最小脉宽调制功放具有失真小，效率高三种功放复杂的缺点，尤其是增加的脉冲成这将使驱动脉冲经过一段延迟后才能输出，率虽然比线性功放高，但却是四种开关功放3、采样/保持控制方法：采样/保持控制方法是在驱动电路和比较采样/保持器。其过程为在时钟信号的上升沿一个时钟周期，看比较器的输出状态，，决定
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH133.3

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本文编号：2605415