基于DSP动力磁悬浮轴承悬浮控制系统研究
发布时间：2022-02-11 16:00
动力磁悬浮轴承（Power Magnetic Bearing）集旋转驱动与径向悬浮于一体,具有机械轴承及磁悬浮轴承无可比拟的优点,为旋转机械的发展开辟了新的研究途径。动力磁悬浮轴承主要分永磁同步型、感应型及磁阻型等,本文对感应型动力磁悬浮轴承的悬浮机理和控制方法进行了较为深入的研究。（1）在综述国内外动力磁悬浮轴承研究进展和发展现状的基础上,根据动力磁悬浮轴承的悬浮机理,建立了含转子偏心的径向悬浮力数学模型。（2）针对动力磁悬浮轴承强耦合特性,分析了转矩子系统和悬浮子系统之间的耦合关系,基于U-I模型的解耦控制方法,推导出悬浮解耦算法公式,建立了悬浮绕组独立控制算法,仿真及实验结果均验证了该算法的有效性。（3）设计出以DSP（TMS320LF2407A）为核心的数字控制系统,该系统包括转子位移检测、悬浮绕组电流检测及PID控制等,同时还设计出系统主电路及过、欠电压和泵升保护等保护电路,提高了动力磁悬浮轴承悬浮控制的可靠性。（4）针对U-I模型解耦控制算法中引入的纯积分环节,提出级联两个一阶低通滤波器以取代纯积分环节的新积分算法,消除了由纯积分环节而引入的直流偏置误差或初始相位积分误差,...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动力磁悬浮轴承的旋转驱动原理
兹力与麦克斯韦力磁悬浮轴承中的转子受到两种不同的电磁力：洛仑兹力和麦克斯韦力对场中载流导体施加的力称为洛伦兹力。它沿切向方向作用在转子表使转子旋转，它的主要作用是产生电磁转矩。动力磁悬浮轴承的旋转兹力产生的。磁悬浮轴承不仅要产生使转子旋转的洛仑兹力，还要在转子径向上产这个力来源于定子和转子之间的磁拉力，即麦克斯韦力。麦克斯韦力率的磁性物质（如空气和铁芯）边界上产生的表面张力，该力的方向表面向外，其大小与转子表面磁密平方成正比，麦克斯韦力是使转子力磁悬浮轴承的定子与转子同心且给绕组通以对称的三相正弦电流时布，作用在转子上的麦克斯韦合力为零，如图 1.2(a)所示。当定子、时即转子发生偏心（偏向右上方）时，如图 1.2(b)所示，会引起气隙
(a) x 方向悬浮力的产生 (b) y 方向悬浮力的产生悬浮轴承数学模型2 节分析可知：动力磁悬浮轴承的悬浮支撑取决于定子中两套绕组之间的作用。若对径向悬浮力进行控制，必须首先建立动力磁悬浮和径向悬浮力的数学模型。与坐标转换力磁悬浮轴承的转矩绕组结构及旋转驱动原理与三相异步电机相同机时，通常要把转子侧的电阻和电感折合到定子侧之后，再等效三子回路。图 1.4 为定子绕组与转子绕组关系得等效电路图。图 1.3 悬浮力产生原理Fig.1.3 Generation of Magnetic Levitation
【参考文献】：
期刊论文
[1]探头线圈厚度对电涡流位移传感器性能影响的研究[J]. 胡业发,武志鹏,王春麟. 电测与仪表. 2006(04)
[2]磁悬浮轴承——新型机械零件[J]. 刘永兵,宋方臻,宋波,常素芳. 现代零部件. 2006(04)
[3]磁悬浮支承技术在机床中的应用[J]. 张钢,白华,王春兰,周罡. 机械工程师. 2005(08)
[4]HD7279A芯片在测控系统人机接口中的应用[J]. 方汉学,胡桂苓,郑昆明. 电子器件. 2005(01)
[5]基于探测线圈的无轴承异步电机气隙磁场测量方法研究[J]. 王晓琳,林盈杰,邓智泉,严仰光. 中国电机工程学报. 2004(10)
[6]基于逆变器开关状态的无轴承异步电机悬浮系统独立控制[J]. 张宏荃,王晓琳,邓智泉,严仰光. 南京航空航天大学学报. 2004(05)
[7]感应型无轴承电机的优化气隙磁场定向控制[J]. 贺益康,年珩,阮秉涛. 中国电机工程学报. 2004(06)
[8]感应型无轴承电机磁悬浮力解析模型及其反馈控制[J]. 年珩,贺益康. 中国电机工程学报. 2003(11)
[9]无轴承异步电机悬浮子系统独立控制的研究[J]. 邓智泉,王晓琳,李冰,何礼高,严仰光. 中国电机工程学报. 2003(09)
[10]无轴承异步电机的转子磁场定向控制[J]. 邓智泉,王晓琳,张宏荃,李冰,何礼高,严仰光. 中国电机工程学报. 2003(03)
本文编号：3620563
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
动力磁悬浮轴承的旋转驱动原理
兹力与麦克斯韦力磁悬浮轴承中的转子受到两种不同的电磁力：洛仑兹力和麦克斯韦力对场中载流导体施加的力称为洛伦兹力。它沿切向方向作用在转子表使转子旋转，它的主要作用是产生电磁转矩。动力磁悬浮轴承的旋转兹力产生的。磁悬浮轴承不仅要产生使转子旋转的洛仑兹力，还要在转子径向上产这个力来源于定子和转子之间的磁拉力，即麦克斯韦力。麦克斯韦力率的磁性物质（如空气和铁芯）边界上产生的表面张力，该力的方向表面向外，其大小与转子表面磁密平方成正比，麦克斯韦力是使转子力磁悬浮轴承的定子与转子同心且给绕组通以对称的三相正弦电流时布，作用在转子上的麦克斯韦合力为零，如图 1.2(a)所示。当定子、时即转子发生偏心（偏向右上方）时，如图 1.2(b)所示，会引起气隙
(a) x 方向悬浮力的产生 (b) y 方向悬浮力的产生悬浮轴承数学模型2 节分析可知：动力磁悬浮轴承的悬浮支撑取决于定子中两套绕组之间的作用。若对径向悬浮力进行控制，必须首先建立动力磁悬浮和径向悬浮力的数学模型。与坐标转换力磁悬浮轴承的转矩绕组结构及旋转驱动原理与三相异步电机相同机时，通常要把转子侧的电阻和电感折合到定子侧之后，再等效三子回路。图 1.4 为定子绕组与转子绕组关系得等效电路图。图 1.3 悬浮力产生原理Fig.1.3 Generation of Magnetic Levitation
【参考文献】：
期刊论文
[1]探头线圈厚度对电涡流位移传感器性能影响的研究[J]. 胡业发,武志鹏,王春麟. 电测与仪表. 2006(04)
[2]磁悬浮轴承——新型机械零件[J]. 刘永兵,宋方臻,宋波,常素芳. 现代零部件. 2006(04)
[3]磁悬浮支承技术在机床中的应用[J]. 张钢,白华,王春兰,周罡. 机械工程师. 2005(08)
[4]HD7279A芯片在测控系统人机接口中的应用[J]. 方汉学,胡桂苓,郑昆明. 电子器件. 2005(01)
[5]基于探测线圈的无轴承异步电机气隙磁场测量方法研究[J]. 王晓琳,林盈杰,邓智泉,严仰光. 中国电机工程学报. 2004(10)
[6]基于逆变器开关状态的无轴承异步电机悬浮系统独立控制[J]. 张宏荃,王晓琳,邓智泉,严仰光. 南京航空航天大学学报. 2004(05)
[7]感应型无轴承电机的优化气隙磁场定向控制[J]. 贺益康,年珩,阮秉涛. 中国电机工程学报. 2004(06)
[8]感应型无轴承电机磁悬浮力解析模型及其反馈控制[J]. 年珩,贺益康. 中国电机工程学报. 2003(11)
[9]无轴承异步电机悬浮子系统独立控制的研究[J]. 邓智泉,王晓琳,李冰,何礼高,严仰光. 中国电机工程学报. 2003(09)
[10]无轴承异步电机的转子磁场定向控制[J]. 邓智泉,王晓琳,张宏荃,李冰,何礼高,严仰光. 中国电机工程学报. 2003(03)
本文编号：3620563
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