逆变器驱动式六极径向-轴向混合磁轴承参数设计及控制研究

发布时间：2021-10-15 13:32

　　磁悬浮轴承（简称磁轴承）是一种依靠麦克斯韦力使转子稳定悬浮的新型支承装置,消除了定子与转子之间的直接机械接触。该轴承具有无摩擦、无磨损、无需润滑、无污染、高速度、高精度以及可在超净环境下工作等一系列传统轴承无可比拟的优点,在生命科学、能源交通、工业制造、航空航天等领域有潜在的应用价值。而现在常用的四极或八极磁轴承存在体积大、驱动成本高、功率损耗大等缺点,限制了进一步的发展与应用。与之相比,逆变器驱动式六极径向-轴向混合磁轴承（Hybrid Magnetic Bearing,HMB）采用三相逆变器驱动,具有体积小、结构紧凑、低功率损耗等优点。论文在国家自然科学基金（51675244）和江苏省重点研发计划项目（BE2016150）支持下以逆变器驱动式六极径向-轴向混合磁轴承为研究对象展开研究,主要研究内容如下:1.按照关键时间点综述了磁轴承的发展历程与国内外研究状况;以结构的异同对磁轴承展开分类,并分析了各个种类磁轴承的优缺点;总结现有磁轴承控制技术的研究现状,明确本课题的研究目的及意义。2.阐述了传统三极径向-轴向HMB的结构与工作原理,并采用等效磁路法推导出其数学模型。通过理论研究发现... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 磁轴承国内外研究状况
        1.1.1 磁轴承国外研究现状
        1.1.2 磁轴承国内研究状况
    1.2 磁轴承系统概述
        1.2.1 磁轴承的分类与特点
        1.2.2 磁轴承的系统组成及工作原理
        1.2.3 磁轴承的发展趋势
    1.3 磁轴承控制技术
    1.4 课题研究目的及意义
    1.5 论文内容的章节安排
第二章 六极径向-轴向HMB参数设计及数学模型
    2.1 逆变器驱动式三极径向-轴向HMB结构及基本原理
    2.2 三极径向-轴向HMB的数学模型及径向悬浮力-电流特性分析
        2.2.1 逆变器驱动式三极径向-轴向HMB的数学模型
        2.2.2 逆变器驱动式三极径向-轴向HMB的径向悬浮力-电流特性分析
    2.3 逆变器驱动式六极径向-轴向HMB结构及基本原理
    2.4 六极径向-轴向HMB的数学模型及径向悬浮力-电流特性分析
        2.4.1 逆变器驱动式六极径向-轴向HMB的数学模型
        2.4.2 逆变器驱动式六极径向-轴向HMB的径向悬浮力-电流特性分析
    2.5 有限元仿真分析
        2.5.1 结构参数设计
        2.5.2 三维有限元仿真分析
    2.6 逆变器驱动式HMB三极结构与六极结构的对比分析
        2.6.1 最大承载力对比分析
        2.6.2 悬浮力-电流特性对比分析
    2.7 本章小结
第三章 六极径向-轴向HMB神经网络逆解耦控制
    3.1 逆系统基本原理
        3.1.1 逆系统的基本概念
        3.1.2 判定系统可逆
    3.2 神经网络逆系统
        3.2.1 神经网络的基本概念
        3.2.2 逆变器驱动式六极径向-轴向HMB可逆性分析
        3.2.3 神经网络逆模型构建
    3.3 神经网络逆解耦控制
    3.4 仿真结果
    3.5 本章小结
第四章 数字控制系统与实验研究
    4.1 总体控制框图
    4.2 数字控制系统硬件设计
        4.2.1 TMS320F2812DSP
        4.2.2 位移调理电路
        4.2.3 三相功率驱动电路
        4.2.4 轴向功率驱动电路
        4.2.5 硬件设备电路展示
    4.3 数字控制系统软件设计
        4.3.1 径向PWM产生模块
        4.3.2 轴向PWM产生模块
    4.4 实验结果及分析
        4.4.1 实验准备
        4.4.2 起浮试验
        4.4.3 扰动试验
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文主要完成的工作
    5.2 需做进一步研究的工作
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及专利情况
致谢
附录A 坐标变换关键代码



本文编号：3438072