磁轴承电控系统研究

发布时间：2021-08-18 04:29

　　磁轴承是利用受控电磁力将转子无接触地悬浮支承在空中的一种新型高性能轴承。磁轴承不存在机械接触，具有无摩擦、无磨损、无需润滑等特点，转子可以高速旋转，其转速只受转子材料强度的限制。磁轴承的功耗和噪声极低，能适用于多种复杂的应用环境，特别适合在高速、真空、超洁净等环境中使用。 磁轴承是典型的机电一体化系统，包括电控系统（传感器、控制器和功率放大器）和机械系统（转子、磁轴承定子和电机），其性能好坏主要取决于电控系统性能。本文以电控系统为研究对象，对电控系统的三个部分进行深入的研究。 本文首先介绍磁轴承机械部分的结构和参数，采用有限元法分析径向磁轴承定子内的磁场耦合问题，并提出了解决办法，推导出高速转子的数学模型；设计制作了12路差动式电涡流传感器，特别适合于磁轴承等需要无接触、差动测量的场合，在设计的传感器中采用稳定激励信号幅值和频率的措施，可以提高传感器稳定性，对电涡流传感器进行了静态和动态特性测试；采用TMSB20F240 DSP芯片设计了数字控制器，该控制器能对磁轴承的五个自由度进行控制，并能将表征磁轴承运行状态的数据通过通讯接口传到计算机进行处理，数字控制器的软件采用汇编... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：104 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

转子示意图

将导致在Y方向磁场发生变化，这将导致建立的转子模型复杂，为控制器的设计增加难度。我们将径向磁轴承相邻电磁铁割开，使得各个电磁铁之间的祸合大幅度减小，仿真结果如图2.2b所示。在仿真中我们假设磁力线不通过电磁铁的外圆周。a.没有任何措施的径向磁轴承b.相邻电磁铁割开的径向磁轴承图2.2径向磁轴承磁场祸合有限元仿真分析在磁轴承中如果采用一个探头，在X方向上的位置变化将导致Y方向传感器输出有变化，这就是传感器在XY方向上的祸合。这种藕合数值比较小，对于精度要求不是特别高的系统，是可以忽略的，但对于转子位置精度要求非常高时，就不能忽略了153]，这种祸合可以通过在每个自由度上采用一对探头来解决。2.2系统参数图2.3是磁轴承转子示意图，为了减小涡流损耗，磁轴承和电机的转子都采用在推力盘传感餐检测环后端磁轴承转子电机转传感器前端磁喷雾盘图2.3转子示意图

磁轴承电控系统研究承平衡点时电磁铁中流过的电流，它确定了初始磁化曲线上的工作点。该径向电磁铁设计的偏置磁感应强度B0为0.6T左右。在图2.5中给出了我们设计的电磁铁中的磁感应强度，X方向的一对电磁铁中电流为偏置电流10，大小为IA，磁感应强度为O.63T左右，Y+方向电流为ZA，即最大值，其中的磁感应强度约是1，3T。八之，呼叮Y一卜兮、乡‘、‘、

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3349195