永磁偏置混合式磁轴承及其控制方法的研究
发布时间：2020-12-06 18:39
微型燃气轮发电机系统是目前分布式供电系统中的重要研究方向之一，由微型燃气轮机直接驱动同轴连接的高速发电机，转速通常在每分钟几万转到十几万转之间，常规的机械轴承难以适应如此高的运转速度，磁悬浮轴承是一种能适应这种高速运转的理想支撑设备之一。永磁偏置磁悬浮轴承采用永磁体产生的偏置磁场替代主动式磁悬浮轴承中的偏置电流，从而减小了磁悬浮轴承的功率消耗。本文对永磁偏置磁悬浮轴承及其控制方法作了深入的研究。主要工作有：提出一种永磁偏置径、轴向一体化的磁悬浮轴承新结构，建立基于SIMULINK的考虑铁心磁饱和影响的永磁偏置磁悬浮轴承电磁力模型，分析转子偏心情况下偏置磁通和电磁力的变化规律，为控制系统设计提供了依据。分析电涡流传感器同时存在变距离、变面积两种测量方式时，不同材料对电涡流传感器输出特性的影响，建立了电涡流传感器在这种测量方式下的数学模型，推导出转子径、轴向位移解算方法。针对永磁偏置磁轴承四磁极的结构特点，采用径向放置的电涡流传感器，实现转子径、轴向位移的一体化测量。实验结果证明了该方法的可行性。提出一种采用斩波器调节线性功率放大器电源的新型功率放大器，使其不仅具有线性功率放大器电流波纹小...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
径向和轴向无源磁轴承结构示意图
流是可以控制的，系统的刚度系数和阻尼系数可根据需要加以调节，而且有源磁悬浮轴承的承载力(约4仪叼emZ)要比无源磁轴承高得多，因而，在工业中得到了广泛的应用。单自由度有源径向磁轴承的基本结构见图1.2。因因Rotorccco.门山 rrrrr丙.口 口口粼粼人 人人人.润七 .......门门门 B{后‘国一一01几H图 1.2径向有源磁轴承结构示意图F啥.1.25。’ UctUreofodialactiVemagUeticbearing
统产生向上的电磁力，将转子拉回原位。定子电流和电磁力之间的变换是通过电磁系统实现的。铁心磁化曲线起始段的使得小电流时，控制电流和电磁力之间的变换关系呈现较严重的非线性，增加时的控制难度。为了简化控制器的设计，通常在铁心中加入偏置磁场(图1.2，使偏置磁场附近的B一H曲线呈线性。在有源磁悬浮轴承中，偏置磁场是通绕组中加入偏置电流i。实现的。有源径向磁轴承通常采用8磁极电磁铁结构，见图1.3a。控制绕组1，2和5，子y方向位移，绕组3，4和7，8控制转子x方向位移。当转子直径较大时，控制绕组的宽度和轴向长度，可以采用12，16，24和32磁极结构。定子划分分，每部分都有N极和S极，并且可以独立控制。有源轴向磁轴承的结构见图1.3b。安装在转子上的推力盘位于两环形电磁铁之绕组9，10控制转子z方向位移。2controlwinding
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种应用于主动磁轴承控制的三态功放设计[J]. 张丹红,董瑞,刘开培,吴慧峰. 电力电子技术. 2006(03)
[2]主动磁悬浮轴承集中控制器的研究[J]. 叶建民. 湖南农机. 2006(05)
[3]逆变器供电式三极电磁轴承研究[J]. 唐启斌,赵荣祥,杨欢. 机电工程. 2006(05)
[4]主动磁悬浮轴承系统中的模糊自整定PID控制研究[J]. 吴坚,张茂青,陆伟. 江苏电器. 2006(01)
[5]轴向混合磁轴承工作原理和参数设计[J]. 贾红云,朱熀秋. 应用科学学报. 2006(01)
[6]磁轴承系统中差动变压器式位移传感器的研究[J]. 杨朝英,徐龙祥. 传感器技术. 2005(09)
[7]三相径向混合磁轴承的结构设计与磁路分析[J]. 谢志意,许珍,王艇. 机械与电子. 2005(06)
[8]F2812在磁悬浮轴承控制器中的应用研究[J]. 万霞,徐龙祥. 机电工程技术. 2005(04)
[9]磁悬浮轴承转子位移自检测系统研究[J]. 王军,徐龙祥. 传感器技术. 2005(03)
[10]基于H∞理论的数控机床磁悬浮轴承控制器的研究[J]. 徐进,陈采容,陈昊. 机床电器. 2005(01)
硕士论文
[1]磁悬浮转子系统中涡流传感器工作特性研究[D]. 蔡财华.武汉理工大学 2006
[2]主动磁力轴承的模糊PID控制[D]. 汤玲.武汉理工大学 2006
[3]电磁轴承转子轴向位移的径向测量研究[D]. 熊剑.清华大学 2004
本文编号：2901853
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
径向和轴向无源磁轴承结构示意图
流是可以控制的，系统的刚度系数和阻尼系数可根据需要加以调节，而且有源磁悬浮轴承的承载力(约4仪叼emZ)要比无源磁轴承高得多，因而，在工业中得到了广泛的应用。单自由度有源径向磁轴承的基本结构见图1.2。因因Rotorccco.门山 rrrrr丙.口 口口粼粼人 人人人.润七 .......门门门 B{后‘国一一01几H图 1.2径向有源磁轴承结构示意图F啥.1.25。’ UctUreofodialactiVemagUeticbearing
统产生向上的电磁力，将转子拉回原位。定子电流和电磁力之间的变换是通过电磁系统实现的。铁心磁化曲线起始段的使得小电流时，控制电流和电磁力之间的变换关系呈现较严重的非线性，增加时的控制难度。为了简化控制器的设计，通常在铁心中加入偏置磁场(图1.2，使偏置磁场附近的B一H曲线呈线性。在有源磁悬浮轴承中，偏置磁场是通绕组中加入偏置电流i。实现的。有源径向磁轴承通常采用8磁极电磁铁结构，见图1.3a。控制绕组1，2和5，子y方向位移，绕组3，4和7，8控制转子x方向位移。当转子直径较大时，控制绕组的宽度和轴向长度，可以采用12，16，24和32磁极结构。定子划分分，每部分都有N极和S极，并且可以独立控制。有源轴向磁轴承的结构见图1.3b。安装在转子上的推力盘位于两环形电磁铁之绕组9，10控制转子z方向位移。2controlwinding
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种应用于主动磁轴承控制的三态功放设计[J]. 张丹红,董瑞,刘开培,吴慧峰. 电力电子技术. 2006(03)
[2]主动磁悬浮轴承集中控制器的研究[J]. 叶建民. 湖南农机. 2006(05)
[3]逆变器供电式三极电磁轴承研究[J]. 唐启斌,赵荣祥,杨欢. 机电工程. 2006(05)
[4]主动磁悬浮轴承系统中的模糊自整定PID控制研究[J]. 吴坚,张茂青,陆伟. 江苏电器. 2006(01)
[5]轴向混合磁轴承工作原理和参数设计[J]. 贾红云,朱熀秋. 应用科学学报. 2006(01)
[6]磁轴承系统中差动变压器式位移传感器的研究[J]. 杨朝英,徐龙祥. 传感器技术. 2005(09)
[7]三相径向混合磁轴承的结构设计与磁路分析[J]. 谢志意,许珍,王艇. 机械与电子. 2005(06)
[8]F2812在磁悬浮轴承控制器中的应用研究[J]. 万霞,徐龙祥. 机电工程技术. 2005(04)
[9]磁悬浮轴承转子位移自检测系统研究[J]. 王军,徐龙祥. 传感器技术. 2005(03)
[10]基于H∞理论的数控机床磁悬浮轴承控制器的研究[J]. 徐进,陈采容,陈昊. 机床电器. 2005(01)
硕士论文
[1]磁悬浮转子系统中涡流传感器工作特性研究[D]. 蔡财华.武汉理工大学 2006
[2]主动磁力轴承的模糊PID控制[D]. 汤玲.武汉理工大学 2006
[3]电磁轴承转子轴向位移的径向测量研究[D]. 熊剑.清华大学 2004
本文编号：2901853
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