差动变压器式传感器在磁悬浮轴承中的应用研究

发布时间：2021-08-18 10:53

　　本文对一种新型的差动变压器式径向位移传感器在磁悬浮轴承中的应用进行了研究。由于使用线性差动变压器信号处理芯片AD598为测量电路的差动变压器式传感器的动态性能不够理想,本文设计制作了差动整流电路作为差动变压器式传感器的测量电路以提高传感器的截止频率,并对差动变压器式传感器进行静态和动态标定。实验结果表明,使用新设计测量电路的传感器的静态性能和使用专用芯片为测量电路的传感器静态性能相差不多,但前者的动态性能远远优于后者的动态性能。为实现差动变压器式传感器在磁悬浮轴承中的实际应用,本文设计制造了一个两自由度径向磁悬浮轴承实验台,并分别使用线性差动变压器信号处理芯片电路和差动整流电路为传感器测量电路,实现了单自由度和两自由度的静态悬浮。此外,当在传感器的转子与定子之间加入一层非导磁材料时,也能静态悬浮。本文所做的工作可以为自感式（无传感器式）磁悬浮轴承的研究奠定一定的理论和实验基础。所设计的传感器稍作改动,也可以用来测量其他形式的线位移或角位移。 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电感传感器结构图

（a）全波电流输出 （b）半波电流输出（c）全波电压输出 （d）半波电压输出图 2.6 差动整流原理电路为下半周时，上线圈 a 端为负，b 端为正，下线圈 c 端圈中，电流自 b 点出发，路径为 b→3→2→4→1→a， 4，电容上的电压为24u 。圈中，电流自 d 点出发，路径为 d→7→6→8→5→c， 8，电容上的电压为68u 。不论载波为上半周还是下半周，通过上下线圈的所在不变，因而总的输出电压始终为：02468u =u u在零位时，2468u = u，则 u00= ；当衔铁在零位以上

它能产生三角波、锯齿波、正弦波、方波和脉冲波。其输出频率能通过外部电阻、电容和内部 2.5V 参考电压在 0.1Hz 到 20MHz 范围内调节。它的占空比能通过一个 ± 2.3V的控制信号在大范围内调节，以此便于脉宽调制和产生锯齿波。占空比和频率的调节是独立的。正弦波、方波和三角波可以通过改变两个外部符合 TTL 电平标准的引脚的高低电平来选择。所有输出波形的电压峰－峰值为 2V 且正负对称，低阻抗输出的驱动能力可达 ± 20mA。不管其他波形的占空比如何，芯片都提供一个符合 TTL 电平标准的同步信号 SYNC，它是一个由内部晶振所产生的 50 %占空比的方波，它为系统的其它装置提供了一个同步信号[23]。3.2.1.2 MAX038 参数的选择如图 3.1 所示，为 MAX038 与外加元件连接的电路图，可知 MAX038 只需外接几个普通的电阻电容就能产生幅值固定，频率可调的信号。下面将介绍MAX038 外加元件的具体设计。需要通过外加元件来设计的参数包括：波形的选择、基础频率和信号频率。具体的设计过程为：

【参考文献】：
期刊论文
[1]电磁轴承开关功放设计[J]. 陈立群,谢友柏.  机电工程. 1998(02)
[2]电磁轴承用非接触式位移传感器的研究[J]. 汪希平,崔卫东.  上海大学学报(自然科学版). 1998(01)

硕士论文
[1]无传感器磁悬浮轴承的研究[D]. 王军.南京航空航天大学 2005
[2]电感传感器在磁悬浮轴承系统中的应用研究[D]. 杨朝英.南京航空航天大学 2005



本文编号：3349753