隔离转子型电磁轴承系统的研究

发布时间：2020-06-08 20:05

【摘要】：电磁轴承相对于传统的机械轴承具有无接触、无磨损、使用寿命长的特性,在工业领域有着广阔的应用前景。本文以应用于控制棒驱动机构且定转子需要隔离的电磁轴承为对象,对轴承本体及位移传感器进行研究。首先分析了径向电磁轴承的结构和工作原理,通过磁路法对电磁轴承的数学模型进行了解析分析,推导了电流刚度系数和位移刚度系数与电磁参数和结构参数之间的关系。然后运用有限元仿真软件Ansys Maxwell对电磁轴承进行建模和仿真。分别分析了有无隔层的情况下,磁极布置形式对电磁轴承时的影响,包括磁通路径、气隙磁密大小、电磁力大小等方面,说明了转子在非坐标轴方向偏心时,电磁力不可通过单独沿坐标轴方向偏心相同位移的电磁力叠加得到;分析了电磁力与控制电流的关系、电磁力与位移的关系;对隔层分别采用不同的磁导率时转子所受电磁力进行了仿真,分析了最大电磁力随隔层磁导率的变化规律。接下来分析了差动变压器式位移传感器的工作原理,并建立了相应的数学模型,在Ansys Maxwell中进行有限元建模,对隔层的磁导率以及电导率与灵敏度之间的关系进行仿真和研究,并给出了定量计算结果,得出两者均能影响传感器灵敏度的结论。最后根据样机搭建了实验平台,对转子位移传感器的输出特性进行了测试,有效地验证了在有隔层的情况下,差动变压器仍然能够通过输出电压的变化反应出转子的位置变化。
【图文】：

伴随着机械领域对高速度、高精限无法满足要求，因此柔性转子的控制技术院和日本千叶工业大学提出了关于柔性转子决方法，将转子进行离散化，采用状态变量系统的设计，加大了控制技术的复杂度，来越多的先进控制理念如雨后春笋般迸发，等，在抗干扰，优化动态性能方面进行了不对电磁轴承技术研究处于领先地位的研究机 Maryland 大学和 Verginia 大学，日本东京大被动电磁轴承自身的局限性，所以主动电磁应用前景[20]。现阶段提高电磁轴承工作载荷，尽管成本上较高，但是基于电磁轴承结构率等方面远远优于普通化学电池[22-24]。因此有广阔的前景。美国西北大学设计研发了双径，如图 1-1 和图 1-2 所示。

对电磁轴承技术研究处于领先地位的研究机 Maryland 大学和 Verginia 大学，，日本东京大被动电磁轴承自身的局限性，所以主动电磁应用前景[20]。现阶段提高电磁轴承工作载荷]，尽管成本上较高，但是基于电磁轴承结构率等方面远远优于普通化学电池[22-24]。因此有广阔的前景。美国西北大学设计研发了双径，如图 1-1 和图 1-2 所示。图 1-1 双径向主动磁悬浮轴承
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH133.3

【参考文献】

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本文编号：2703577