交流磁轴承位移检测与数字控制技术

发布时间：2021-07-27 05:09

　　磁轴承是利用磁场力将转子悬浮于空中的一种新型高性能轴承,从根本上改变了传统的支承方式,具有无摩擦、无污染、无需润滑和密封、高速度、高精度、寿命长等优点而倍受瞩目,在能源交通、机械工业、航空航天等领域具有潜在应用前景。目前国内外对主动直流控制式磁轴承研究颇多,但随着逆变器及数字控制技术应用技术的成熟,逆变器具有价格便宜、体积小等优点,从而整体上减小了磁轴承驱动控制系统的体积和成本。论文在国家自然科学基金项目“基于交流磁轴承的高速机床电主轴系统的研究”（50575099）的支持下,研究了一种由逆变器驱动的新型交流主动磁轴承。对交流磁轴承结构、原理、数学模型、控制策略及位移检测技术开展了研究,论文将位移自检测技术应用到交流主动磁轴承系统中,根据三相逆变器驱动的线圈电流纹波是转子位移量的函数,通过位移自检测系统对电流纹波进行解调滤波,间接地获取交流主动磁轴承转子径向位移量,解决了使用传感器所带来的机械尺寸大、成本高、可靠性低等一系列难题。论文主要研究工作如下：首先,介绍了几种典型主动磁轴承结构和磁路；在分析交流主动磁轴承工作原理基础上,采用等效磁路法推导出悬浮力数学模型,依据数学模型,采用仿真... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 磁轴承概述
        1.1.1 磁轴承分类及特点
        1.1.2 磁轴承国内外研究现状及其工业应用
        1.1.3 磁轴承发展趋势
    1.2 磁轴承位移检测技术概述
        1.2.1 磁轴承位移检测技术研究现状
        1.2.2 磁轴承位移检测技术发展趋势
    1.3 本课题研究重点及本论文的任务
    1.4 论文内容安排
第二章 交流主动磁轴承的数学模型与性能分析
    2.1 几种典型主动磁轴承结构
    2.2 三相交流主动磁轴承结构
        2.2.1 三相交流主动磁轴承结构及工作原理
        2.2.2 三相交流主动磁轴承数学模型
    2.3 三相交流主动磁轴承特性分析
        2.3.1 悬浮力非线性分析
        2.3.2 耦合性分析
    2.4 交流主动磁轴承控制策略
    2.5 本章小结
第三章 三相交流主动磁轴承位移自检测技术研究
    3.1 位移自检测技术基本原理及特点
    3.2 交流主动磁轴承自检测原理分析及主要实现电路
        3.2.1 交流主动磁轴承自检测原理分析
        3.2.2 自检测主要实现电路
    3.3 自检测交流主动磁轴承控制系统框图
    3.4 自检测交流主动磁轴承控制系统性能分析
    3.5 本章小结
第四章 自检测交流主动磁轴承数字控制系统设计与研究
    4.1 自检测交流主动磁轴承控制系统的硬件构成
        4.1.1 控制芯片DSP的选择
        4.1.2 DSP外围接口电路
        4.1.3 位移接口电路
        4.1.4 电流传感器
        4.1.5 功率驱动电路
    4.2 位移自检测交流主动磁轴承数字控制系统的软件设计
        4.2.1 系统软件总体结构
        4.2.2 系统软件程序编写
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文所做主要工作
    5.2 需进一步研究的问题
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种三相交流混合磁轴承数学模型与性能分析[J]. 朱熀秋,吴熙,陆静,张明,陈怀项.  电机与控制学报. 2009(02)
[2]自检测磁轴承系统转子位置检测方法的研究[J]. 任双艳,边春元,刘杰.  机械科学与技术. 2008(06)
[3]磁悬浮轴承的研究进展[J]. 丁祝顺,王养丽,彭震中.  电力情报. 1999(04)
[4]电磁轴承用非接触式位移传感器的研究[J]. 汪希平,崔卫东.  上海大学学报(自然科学版). 1998(01)
[5]电磁轴承的发展与应用[J]. 陈立群,张艳鸣,谢友柏.  西北轻工业学院学报. 1996(03)

硕士论文
[1]基于同步采样的磁力轴承位移检测系统的研究[D]. 陈维.武汉理工大学 2007
[2]磁悬浮轴承差动变压器式自检测原理的研究[D]. 范东浩.南京航空航天大学 2006
[3]基于PC机的磁悬浮轴承实时控制系统的研究[D]. 余同正.南京航空航天大学 2005
[4]电感传感器在磁悬浮轴承系统中的应用研究[D]. 杨朝英.南京航空航天大学 2005
[5]磁悬浮硬盘转子动态位移涡流检测系统研究[D]. 王海.武汉理工大学 2004



本文编号：3305147