主動(dòng)磁力軸承轉(zhuǎn)子位置自檢測(cè)及功率放大器的研究.pdf

1、主動(dòng)磁力軸承是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空間，使轉(zhuǎn)子和定子之間沒有機(jī)械接觸的一種高性能軸承。它是集機(jī)械學(xué)、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、控制工程、電磁學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)于一體的最具代表性的機(jī)電一體化產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的滾珠軸承、滑動(dòng)軸承以及油膜軸承相比，具有無機(jī)械磨損、能耗低、噪聲小、壽命長(zhǎng)、無需潤(rùn)滑、無污染等一系列優(yōu)點(diǎn)。它在能源交通、機(jī)械工業(yè)、航空航天、機(jī)器人等高科技領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。 為了實(shí)現(xiàn)磁力軸承系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子的位置控制，需要建立一個(gè)閉環(huán)的位置反饋

2、控制系統(tǒng)。目前多采用位移傳感器，但由于位移傳感器的存在，使磁力軸承的軸向尺寸變大，系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)復(fù)雜，動(dòng)態(tài)性能降低，而且成本高，可靠性低，這些都大大限制了磁力軸承在工業(yè)上的推廣應(yīng)用。為了克服使用傳感器帶來的一系列缺點(diǎn)，國(guó)際上出現(xiàn)了一個(gè)新的研究方向——自檢測(cè)磁力軸承(Self-sensingMagneticBearing)。自檢測(cè)磁力軸承系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子位移是根據(jù)電磁鐵線圈上的電流或電壓信號(hào)而得到的，因不需要位移傳感器，自檢測(cè)磁力軸承具有一系

3、列的優(yōu)點(diǎn)。 本文對(duì)自檢測(cè)方法和自檢測(cè)原理進(jìn)行了描述，并對(duì)小信號(hào)注入測(cè)試法和差動(dòng)變壓器測(cè)試法進(jìn)行了詳細(xì)分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)。在理論分析的基礎(chǔ)上，對(duì)適用于較大功率輸出的差動(dòng)變壓器測(cè)試法進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真。仿真表明，利用差動(dòng)變壓器測(cè)試法可以準(zhǔn)確獲取轉(zhuǎn)子的位移信息，并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定懸浮。 功率放大器是磁力軸承系統(tǒng)的一個(gè)重要部件，它根據(jù)控制器的輸出在磁力軸承定子線圈中產(chǎn)生成比例的電流信號(hào)，以產(chǎn)生所需要的電磁力。功率放大器是控制器控制命