姿态可控磁悬浮轴承系统的设计与研究

发布时间：2021-07-02 23:40

　　在冶金、造纸等带材生产行业,使用大量电—液伺服系统控制液压缸驱动的纠偏装置。这种方法故障率较高、维护比较困难等,有时会导致产品表面质量下降,等更严重事故。为了弥补电液纠偏的不足,尤其为了满足一些对生产环境有苛刻要求的精密制造行业的需要,设想采用一种新型的纠偏方法——电磁纠偏。此种纠偏方式利用外转子磁悬浮轴承的成熟技术,在原有磁悬浮控制系统中加入转子姿态控制,并且根据技术要求对整体结构、磁路以及控制系统进行了创新设计,实现带材纠偏。克服原有纠偏方式的缺点。本文首先对电磁纠偏辊系统项目背景尤其是结构、原理进行了详细介绍,并介绍了相关技术的国内外发展现状。其次,对磁悬浮纠偏装置（即姿态可控磁悬浮轴承）所特有的偏角磁场与大气隙磁场分别进行了磁路有限元ANSYS仿真和数值计算,证实了设计思路的可行性,分析了在具体调试中可能在磁场方面会遇到的问题,提出了相应的解决方法。并基于电磁场分析的结果对系统的非线性与漏磁情况进行了分析。接下来,针对磁场有限元仿真与数值计算的结果,对纠偏辊实验装置磁场结构进行了设计。采取了电磁与永磁体混合的磁场结构,并对设计出的磁路设计方案进行了有限元仿真和磁路计算,最终得出... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电磁纠偏辊结构原理简图

北京邮电大学2005级硕士研究生学位论文间的可控电磁引力实现对运动物体的无接触支承，是近几十年来发展起来的机电、控制一体化的高技术结晶。其基本原理如图1一2所示。设定值控制器电磁铁定子位移传感器..........................……器，卜大····二l﹄放一川川月户率!目.功﹁攫-...……，......-........-…二+﹄偏差信号位置信号图1一2电磁轴承结构原理位移传感器实时检测转子相对于中心点的偏移，并将其信号传送至控制器，控制器根据一定的调节规律将其转化为控制命令调节电磁力相应变化，使转子保持在中心点位置实现稳定悬浮。与使用一般通用轴承不同，电磁轴承一转子系统具有以下两个突出的特点，第一定转子间无机械接触且不需任何支承介质。这种特性可使被支承转子具有极强的适应能力。第二.对转子的静动特性具有主动的控制能力。这种特性更是其他类型轴承无法比拟。转子的性能由控制系统决定，可以根据需要设计不同的调节器，使之具有一定的智能特性。因而

磁悬浮轴承分为主动(active)被动印assive)及混合(mixing)三类，主动磁轴承是指完全用电流产生的磁力作为悬浮力和控制力的磁悬浮轴承，被动磁悬浮轴承是指只用永磁体产生悬浮力，而没有电流产生磁力，为了稳定只好保留一部分固体接触，混合磁悬浮轴承不仅用永磁体产生悬浮力，而且用电流产生的磁力作为控制力使之稳定。磁轴承系统由5部分组成:控制器、转子、电磁铁、传感器和功率放大器。由于电磁纠偏辊和磁悬浮轴承的转子与定子之间不存在机械接触，从而使它们具有下列优点:(1)回转速度高。气隙处的圆周速度可高达200m/s(2)不需润滑和密封装置。(3)无振动，无噪声。砰)发热很少，功耗低。(5)能在真空或腐蚀介质中使用。(6)对环境温度不敏感，许用温度范围为(253一450)℃(v)对轴的加工精度要求低。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3261405