磁悬浮轴承三电平功率放大器数字驱动系统

发布时间：2021-06-15 09:41

　　主动磁悬浮轴承（简称磁悬浮轴承）是利用可控的电磁力将转子稳定地悬浮在空中,实现转子和定子之间无机械接触的一种新型的高性能轴承。由于其具有无磨损、无需润滑、寿命长、能耗低、振动和噪声小等传统轴承无法比拟的优点,在航空航天、能源、交通、超高速精密加工等领域有着广阔的应用前景.功率放大器系统是磁悬浮轴承系统的重要组成部分,其性能的好坏直接影响磁悬浮轴承执行的优劣。本文对基于FPGA的磁悬浮轴承三电平功放数字控制器及磁悬浮轴承多点温度自动检测系统做了研究与实验,主要工作为:第一,根据磁悬浮轴承控制系统的需要,本文设计了以Xilinx Xc2s200的FPGA（可编程逻辑门器件）为平台的磁悬浮轴承功放的数字驱动系统,提高了三电平功率放大器的电流响应速度,减小了电流纹波,使得磁悬浮轴承同时具有高精度、高刚度。第二,程序采用数字PID控制方式,提高功放的电流响应速度,以数字并行通讯的方式接收DSP传送的控制信号,并实时将采集到的线圈电流数据发送给DSP控制芯片,提高系统的控制精度和稳定性。第三,设计了无干扰多点温度自动检测系统,采用热敏电阻在磁悬浮电主轴内部多个关键点对温度检测,实时为运行中的控制系... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单自由度磁悬浮系统结构

磁悬浮轴承在低速的情形下，可以忽略陀螺效应祸合〔’〕，此时，磁悬浮轴承就可以被分解为空间(x，y，z)三个方向上不相互影响的单自由度模型，如图2.1所示。磁悬浮轴承是通过磁场力为媒介，将电能转化为机械能的。在真空磁场中，导磁体受到的磁力为:尸·舜(2一l)对于图(2.1)中的电磁铁，假设磁路中间隙的磁场为均匀分布，并不计铁芯回路的磁损时，电磁力:;一粤。。、2:共斗C。-(2一2)电磁铁等效电感为:(2一3)图2.1差动磁悬浮轴承结构图

磁悬浮轴承在高速的情形下，转子受陀螺效应影响显著，因此，需要建立起转子的动力学模型，整体分析转子空间模型。磁悬浮轴承系统结构如图2.2所示，处于三维空间上的转子一共包含六个刚体自由度113]l14]:沿x轴、y轴、z轴三个方向上平动的自由度和分别绕这三轴转动的三个转动自由度，其中绕Z轴的转动。并非由磁悬浮轴承系统控制器控制，而是由驱动电机控制。因为主动磁悬浮轴承系统控制器的任务

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3230818