主動型磁懸浮軸承系統(tǒng)模擬控制器的設(shè)計【文獻綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計文獻綜述電氣工程及其自動化主動型磁懸浮軸承系統(tǒng)模擬控制器的設(shè)計一、摘要主動型磁懸浮軸承(Active Magnetic Bearing)是利用磁力作用將轉(zhuǎn)了懸浮于空間，使轉(zhuǎn)了 與定了之間沒有機構(gòu)接觸的一種新型高性能軸承,與傳統(tǒng)軸承的最大區(qū)別是可以根據(jù)系統(tǒng)實 際工況的要求對轉(zhuǎn)了系統(tǒng)的工作狀態(tài)實施主動控制丁。相對于永磁材料產(chǎn)生的恒定磁場力， 其電磁力大小容易控制，所以被稱Z為主動型磁懸浮軸承。磁軸承具有無接觸、無摩擦、高 速度、

2、高精度、能耗低、壽命長、無需潤滑、無油污染等一系列優(yōu)良品質(zhì)，特別適用于高速、 真空、超凈等特殊環(huán)境。可廣泛應(yīng)用在機械加T、渦輪機械、航空航天、真空技術(shù)、轉(zhuǎn)子動 力學(xué)等高科技領(lǐng)域，被公認為極有前途的新型軸承。二、磁懸浮軸承的特點和分類磁懸浮軸承，也稱為“磁軸承”、“電磁軸承”、“磁力軸承”等，按照磁力的提供方式，可 分為如下三大類:有源磁懸浮軸承，無源磁懸浮軸承，混合磁懸浮軸承。磁懸浮軸承也稱電 磁軸承或磁力軸承，是利用電磁力作用將轉(zhuǎn)子懸

3、浮于空間，使轉(zhuǎn)子與定子Z間實現(xiàn)無機械摩 擦支承的一種新型高性能進口軸承，是典型的機電i體化產(chǎn)品。磁懸浮軸承明顯的特點在于 沒有機械接觸，其支承力可控，因此具有其它傳統(tǒng)軸承無法比擬的許多優(yōu)越性能1容許轉(zhuǎn)了達到很高的轉(zhuǎn)速；2轉(zhuǎn)了與定了Z間可實現(xiàn)無摩擦的相對運動，維護成本低，軸承功耗小，使用壽命長;3軸承無需潤滑，對環(huán)境污染小，可應(yīng)用于真空超凈，腐蝕性介質(zhì)以及極端溫度和壓力 等特殊工作環(huán)境；4可以從控制系統(tǒng)頁接獲得運行信息，便于實現(xiàn)運行狀態(tài)的

4、監(jiān)測。磁懸浮軸承的種類很多，按照懸浮磁場的不同，可分為以下三類：(1) 電磁軸承，又稱有源磁軸承或主動磁懸浮軸承，以受控的電磁力實現(xiàn)轉(zhuǎn)了的懸浮。 磁懸浮軸承的數(shù)學(xué)模型簡單、成木低、功耗小等優(yōu)點，但它的承載力小，剛度不可調(diào)。(3) 混合磁軸承，其結(jié)構(gòu)中既有電磁鐵，又有永磁體或超導(dǎo)體。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、成木、性能在有源磁軸承和無源磁軸承Z間。單白由度磁懸浮軸承系統(tǒng)工作原理如下：在偏置電流的作用下，轉(zhuǎn)子處于平衡位置 心，設(shè)某一時刻出現(xiàn)擾動，軸承

5、偏離平衡位置(設(shè)向上偏離)，如圖2.4所示，偏移位移為兀。 為使軸承能冋到平衡位置，必須加一個控制電流「?使電磁鐵I的磁力減少，電磁鐵II的磁 力增加，使轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下冋到平衡位置。具體工作過稈如下：位移傳感器檢測到該 偏離信號后經(jīng)過位移信號轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)電壓值并送到控制器。控制器將該信號與給 定輸入信號相比較，得到的位移偏差信號通過控制器屮的具體控制算法計算出控制量，然麻 將該控制量送給功率放大器。由功率放大器驅(qū)動電磁鐵實