磁悬浮转子系统参数识别及实验研究

发布时间：2020-10-20 04:51

　　 主动磁力轴承是一种典型的机电产品,它有传统轴承所无法比拟的特点,目前已经在很多领域中应用。磁悬浮转子系统的刚度与阻尼可以在线调节,磁悬浮转子系统的支承特性研究对磁力轴承的动态特性研究有重要意义。 本文从磁悬浮转子系统工作原理出发,研究了电磁力线性化前后磁力轴承产生磁力的变化,电磁力线性化对磁悬浮转子系统刚度和阻尼的影响。进行了磁悬浮转子系统支承参数刚度和阻尼识别方法的理论研究,采用了物理参数识别方法进行磁悬浮转子系统的刚度和阻尼的识别。考虑到滑动轴承支承与磁力轴承支承都是弹性支承系统,因此本文又参考滑动轴承支承参数识别的方法进行了磁悬浮转子系统支承参数识别研究,采用了不平衡响应法进行磁悬浮转子系统参数识别。 在进行磁悬浮转子系统参数识别过程中,首先进行了不平衡响应计算,根据不平衡响应参数识别方法计算了磁悬浮转子系统的刚度和阻尼值。设计了用不平衡响应方法进行磁悬浮转子系统参数识别的实验方案,讨论了实验过程中的高频噪声滤除方法。在振动与噪声测量实验基础之上分析总结了磁悬浮转子系统振动和噪声的分布情况,从而进一步验证了磁悬浮转子系统的支承特性。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TH133.3
【部分图文】：

从而使得这种磁力轴承的支承力可控，因此得到最为广泛的应用。本文所研究的磁力轴承均为主动磁力轴承。磁力轴承按照工作方式可以分为径向磁力轴承和轴向磁力轴承，(图1一1)和(图1一2)是武汉理工大学研制的主动磁力轴承的径向磁力轴承定子和轴向磁力轴承定子的实物图。图1一1径向磁力轴承2.2磁力轴承的特点图1一2轴向磁力轴承由于磁力轴承实现了无机械接触和电子控制，因此磁力轴承与传统轴承相比有以下的特点[，]，[‘]，[5]，[6]:★磁力轴承靠磁场力悬浮转子，相对运动表面之间没有机械接触，消除了接触疲劳、摩擦和磨损，理论上讲磁力轴承有永久性的工作寿命;★轴承和转子没有摩擦

站的磁悬浮飞轮电池的剖面示意图[0]，图(1一4)是美国NAsA实验室研制的磁悬浮飞轮电池的实物图101。图1一3磁悬浮飞轮电池结构示意图图1一4磁悬浮飞轮电池实物图从70年代开始，磁悬浮支承就已经用于卫星姿态控制的动量飞轮上[0l1，美国和日本一直在进行这方面的研究工作，至于一些敏感部件的无振动支承，例如卫星上的光学装置或微重力实验，专家们都建议采用磁悬浮支承l川[l2】。2.3.2在真空和超净环境中的应用近几年来，由于半导体、光学镀膜、离子蚀刻和液晶显示器件等领域迅速发展，其质量要求越来越高，过去常用的有油污的真空系统难以保证制备这些材料的纯度和质量，有逐渐被淘汰的趋势，这种系统已被无油污染的干式清洁真空泵取代。由于磁力轴承不存在任何机械磨损、无需润滑

所以它被应用于涡轮分子泵，磁力轴承真空泵产品，空气压缩机，图(1一5)为MAG系列磁悬浮分子泵【‘31。图1一5MAG系列磁悬浮分子泵在机床工业中的应用在机床工业中，磁悬浮技术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。空气轴承的转子与轴承没有机械接触，使主轴获得高的线速度，但是支承刚度低、阻尼差、承载能力小的弱点使得空气轴承不能满足高速机床主轴承载方面的要求。磁力轴承允许在高线速度的前提下，以其刚度大、负载承受能力强以及良好的减振性获得广泛的应用。图(l一6)为武汉理工大学设计的磁悬浮转子系统实物图，图(1一7)为瑞士工BAG公司设计的转速为40000RPM电磁主轴。图卜6磁悬浮转子系统图1一7电磁轴承主轴4在其他领域中的应用由于磁力轴承有高速、高精度、能耗小、发热小的特点，使其有被应用于计算机硬盘和光驱上的可能性，如1998年瑞士联邦理工学院的.RVumemni和.BAe
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本文编号：2848233