永磁偏置磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)設計及其控制器研究.pdf

1、磁懸浮軸承是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空間，使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機械接觸的一種新型高性能軸承，現(xiàn)代工業(yè)界常利用其來實現(xiàn)高速電機轉(zhuǎn)子的懸浮支撐。磁懸浮軸承以其無污染、無潤滑、無摩擦、無磨損、高速度、高精度、低功耗等優(yōu)點，從根本上改變了傳統(tǒng)的軸承支撐形式，以及克服了需要獨立液壓、氣壓系統(tǒng)的液浮、氣浮軸承的結(jié)構(gòu)復雜、體積龐大、效率低下等缺點，特別適合高速、真空和超潔凈等特殊的應用場合。它是一種典型的高技術(shù)含量、高附加值機電一體化產(chǎn)品，其性能的優(yōu)

2、劣是由它的控制系統(tǒng)決定。隨著計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展，其應用也越發(fā)廣泛。
　　首先，論文介紹了磁懸浮軸承的基本原理及分類，論述了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出了特性優(yōu)良的永磁偏置磁懸浮軸承（混合軸承）。然后對永磁偏置磁懸浮軸承進行分析研究，論述其工作原理及數(shù)學模型。通過磁路分析，以軸承承載力為基礎對兩自由度徑向永磁偏置磁懸浮軸承的機械結(jié)構(gòu)進行了參數(shù)設計，以及對保護軸承和本體損耗的計算進行了簡單敘述。
　　其次，將基于

3、變分原理的有限元方法用于磁懸浮軸承的電磁場數(shù)值分析，利用Ansoft Mawell有限元軟件對所設計的磁懸浮軸承的本體結(jié)構(gòu)建立了實體模型，使用三維非線性有限元方法計算磁懸浮軸承電磁場的空間分布，對磁懸浮軸承平衡狀態(tài)和偏移狀態(tài)的電磁場進行了有限元仿真，求解了磁通密度、磁場強度等，驗證了磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)設計的正確性。
　　最后，對永磁偏置磁懸浮軸承系統(tǒng)中的另一個重要部分—控制系統(tǒng)進行闡述，包括位移傳感器、功率放大器和控制器，并對控制系統(tǒng)