《轴向磁轴承设计》PPT课件

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1、第一章前言磁悬浮轴承也称电磁轴承或磁力轴承，是利用磁场里将转子悬浮在空间，实现无机械摩擦，接触磨损，无须润滑的支承转子的一种新型高性能轴承，具有定位精度高，适应的转速范围广，对环境无污染等优良特性，被广泛应用于航天，航空，核反应堆，超洁净环境，飞轮储能等场合。相关近20年来，随着大功率电子元器件计算机技术以及控制理论和轴承转子系统动力学的进步，磁悬浮技术得到了飞速发展。清华大学、西安交通大学、天津大学、南京航空航天大学等都在进行这方面的研究工作。本次课程设计我在曾励老师的指导下，对这方面进行了初步的

2、探索。第二章磁悬浮轴承的工作原理及数学建模磁悬浮轴承的工作原理磁轴承是利用磁场力将转子悬浮于空间，使转子和定子之间没有任何机械接触的一种新型高性能轴承。磁轴承按照磁场产生性质的不同，有主动磁轴承和被动磁轴承之分。由于主动磁轴承明显地优于被动磁轴承，在磁悬浮领域，应用最广泛的是主动磁轴承。本次设计的就是主动磁轴承中的轴向电磁轴承。轴向磁轴承工作原理示意图磁轴承系统的准确建模对轴向磁轴承结构分析和设计来说，磁路分析准确是得到精确模型的前提，磁轴承的磁路包括铁心和气隙，在分析这样的磁路时，目前还不能对这样

3、的磁场作十分精确的理论计算，而简单的设计也不需要精确的计算，为分析方便，通常在简化假设的基础上采用一种近似的分析方法。即假设除气隙外，磁通全部流过铁心，并且忽略铁心磁阻，由于铁心磁阻在不同的磁路结构中总是存在，忽略其影响有时会带来一定的误差，因此若得到准确的模型必须将其纳入考虑范围内，通过分析可为磁轴承设计与建模分析提供帮助。经过一系列的计算与多方考虑，设计出的轴向磁轴承如下图：轴向磁轴承第三章控制系统的设计控制系统概述轴承控制系统由刚度和阻尼调节的控制器以及驱动电磁铁工作的功率放大器构成，在当前轴

4、向磁轴承控制系统的研究中，主要完成控制器和功放的设计和制作，控制器和可通过模拟电路实现，功率放大器采用一种线性功放给电磁线圈供电。第三章轴向磁轴承闭环控制系统构成与设计位移传感器轴向磁轴承对位移信号传感器的第一个要求是非接触式的，磁轴承要求传感器能真实地反映转子轴向位移的变化，具有很高的灵敏度、信噪比、线性度、温度稳定性，抗干扰能力和精确的重复性，同时也要求有一定的频率范围。其性能直接决定系统对转子位置的控制精度，目前在磁铁轴承系统的位移测量中，主要应用测量精度高和线性度好的电涡流位移传感器。轴向位

5、移检测采用一只安装在转轴一端的传感器获得，传感器将转轴与传感头的距离这一位移信号经放大和滤波后以电压输出。传感器线性范围为0.4~2.3mm，标准灵敏度为8V/mm。PDF控制框图