磁悬浮转子系统演示装置的设计研究

发布时间：2020-03-31 10:36

【摘要】： 磁悬浮转子是一种新型、高科技前沿产品。它具有无摩擦、无磨损、无需润滑、无污染、能耗小以及使用寿命长等优点，适用于各种高速或超高速、真空等特殊环境场合。在军事、空间站、核工业、能源、化工、交通等领域具有广泛的应用前景和重要的科学意义。为了便于磁悬浮知识的科普，设计一套磁悬浮系统演示装置是本论文的主要工作。 通过对国内外科普用磁悬浮技术演示装置研究现状的了解，并考虑到磁悬浮技术的两个应用领域——磁悬浮列车与磁悬浮转子，本文采用多自由度的磁悬浮转子作为演示装置的方案。为了简化演示装置的结构及便于观看，本装置利用磁场的向心效应，实现了用两个径向磁力轴承的来实现对转子的5个自由度的控制。 在说明磁悬浮转子演示装置的总体布局后，对径向磁力轴承的结构设计原理、材料选择、设计中的注意问题、详细的设计过程以及径向磁力轴承相关设计内容都一一做了推导和阐述。 本磁悬浮转子系统演示装置采用MATLAB开发环境设计了PID数字控制器。通过数据采集卡与外部系统相连，实现了以计算机为控制平台的数字控制，并对理想PID控制器、数字PID的构成及参数整定及仿真作了介绍，得出了适合本系统的PID参数，并对磁悬浮转子的起浮特性进行了仿真与实验研究。
【图文】：

究llz][‘3]ll’]。从航天领域的应用开始，飞轮电池在其他应用领域的研究也随之展开。例如，以美国 NASAGLENN研究机构为代表，联合美国空军研究实验室图1一 1NASA太空站磁悬浮飞轮电池胚RL、美国 putraMalaysia大学、住XAS大学、SATCoN技术公司，年在太空站进行这方面的实验研究。图1一1所示为其实验设备。从70年起，磁悬浮支承就已经用在卫星姿态控制的动量飞轮上，于2004美国、日

至可以使磁力透过容器壁发生作用而将轴承安排在真空容器外面。因此，，磁力轴承真空泵成为目前磁悬浮技术最大的工业应用领域。仅日本精工精机公司出口到美国的磁力轴承真空泵价值一年就达8亿美元【‘sl。图1一2所示为磁悬浮分子真空泵产品。图1一2磁力轴承分子真空泵3.在机床中的应用主要用于超高速铣削、磨削机床。超高速加工一直是机械切削加工的一个发展方向。空气轴承因转子和轴承没有机械接触，使主轴获得高的线速度，但其致命的弱点是支承刚度低、阻尼差、承载能力小，不能满足高速机床主轴承载方面的要求。而磁力轴承允许在更高线速度的情况下，以其高刚度·大负载和良好的减振性弥补了空气轴承的不足。在超高速磨削方面，德国APP机床制造厂采用了法国SZM公司提供的磁悬浮电主轴B巧 /1000型进行超高速磨削，采用cBN砂轮，切削速度高达300m/:，满功率巧加1101。图1一3为瑞士IBAG公司的磁悬浮铣削主轴部件产
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH133.3

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 秦晓峰;磁阻式磁力悬浮系统的设计与控制研究[D];河南理工大学;2011年

2 王宏松;车载工况下磁悬浮转子动力学特性的实验研究[D];武汉理工大学;2009年

本文编号：2608964