分子泵磁軸承的模態(tài)辨識(shí)與試驗(yàn)研究.pdf

1、磁懸浮分子泵是一種采用可控磁懸浮軸承替代傳統(tǒng)軸承的真空泵，因磁懸浮軸承實(shí)現(xiàn)了對(duì)轉(zhuǎn)子的無(wú)接觸支承，具有無(wú)磨損、無(wú)需潤(rùn)滑的特點(diǎn)；同時(shí)對(duì)懸浮轉(zhuǎn)子的性能還具有一定的主動(dòng)控制能力，更有利于實(shí)現(xiàn)分子泵的高性能。因此，磁懸浮分子泵能廣泛應(yīng)用于各種真空領(lǐng)域。
　　在國(guó)家16項(xiàng)重大專(zhuān)項(xiàng)課題之一——神光Ⅲ項(xiàng)目中，許多裝置除要求在真空環(huán)境下工作外，還要求高潔凈度和低振動(dòng)的環(huán)境，磁懸浮分子泵因其良好的性能非常適合神光Ⅲ項(xiàng)目的需求。本文針對(duì)神光Ⅲ項(xiàng)目的需求

2、，對(duì)用于磁懸浮分子泵的主動(dòng)磁軸承進(jìn)行模態(tài)辨識(shí)和試驗(yàn)研究，為磁懸浮分子泵的設(shè)計(jì)開(kāi)展了基礎(chǔ)研究。
　　首先，通過(guò)分析磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)和控制策略原理，建立了磁軸承-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；并確定影響系統(tǒng)模態(tài)參數(shù)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，選擇礠間隙和偏置電流作為模態(tài)分析中的變量因子，計(jì)算了系統(tǒng)剛度、阻尼和電磁力等隨變量因子（磁隙和偏置電流）變化的情況。同時(shí)，對(duì)單自由度磁軸承試驗(yàn)臺(tái)和五自由度磁軸承試驗(yàn)臺(tái)建立了結(jié)構(gòu)模型。
　　其次，運(yùn)用有限元軟件ANSY

3、S，對(duì)單自由度磁軸承和五自由度磁軸承進(jìn)行了靜力分析和模態(tài)分析，得到了系統(tǒng)前四階模態(tài)振型；通過(guò)一系列的分析，找到了單自由度磁軸承系統(tǒng)前四階共振頻率隨軸向磁隙和偏置電流的變化規(guī)律曲線；得到了五自由度磁軸承系統(tǒng)前四階共振頻率隨 X向磁隙、Y向磁隙、Z向磁隙以及偏置電流的變化規(guī)律曲線。
　　最后，對(duì)單自由度磁軸承試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，用錘擊測(cè)振系統(tǒng)測(cè)出了系統(tǒng)的實(shí)際振型和共振頻率，并與有限元模態(tài)分析結(jié)果進(jìn)行了比較。試驗(yàn)結(jié)果表明，理論模態(tài)分