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1、南京航空航天大学硕士学位论文恒流源偏置的磁悬浮轴承的研究姓名：张艳花申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：徐龙祥20080501南京航空航天大学硕士学位论文本文首先研究了恒流源偏置的磁悬浮轴承的两种线圈结构：单绕组结构和双绕组结构，给出了结构参数。并且使用有限元方法仿真计算了在相同的电流条件下，这两种结构产生的磁通密度和同-个电磁铁下两个磁极气隙处的磁通密度的差值，结果表明：单绕组结构的磁通密度小于双绕组结构的磁通密度；单绕组结构两个气隙处的磁通密度相差60%左右，而双绕组结构两个气隙处的磁通密
2、度只相差1%。因此，双绕组结构的磁场分布优于单绕组结构的磁场分布。本文设计制造了径向恒流源偏置的磁悬浮轴承试验台，并对双绕组结构的恒流源偏置的磁悬浮轴承进行了试验研究,一是改变控制线的接线方式;是对磁悬浮轴承做激振试验；二是和传统的主动磁悬浮轴承做对比试验。试验表明：控制线圈不管是并联接线方式还是串联接线方式，恒流源偏置的磁悬浮轴承转子都能稳定悬浮，悬浮性能不受影响；通过在控制系统中的功放输入端加入土IV的正弦波信号來模拟转子受到外界干扰，发现转子仍能够悬浮在平衡位置；分别对传统的主动磁悬浮轴承和恒流源偏
3、置的磁悬浮轴承做激振试验，他们都能悬浮在平衡位置，而且他们的承载力相同。以一个自由度为例，计算了偏置电流为2A,偏置线圈匝数为120匝吋，五自由度的恒流源偏置的磁悬浮轴承的功耗为125.3W,发现它比传统的主动磁悬浮轴承的功耗减少了55.2%,比永磁偏置的磁悬浮轴承的功耗增加了148.1%。研究表明恒流源偏置的磁悬浮轴承比永磁偏置磁悬浮轴承磁场可控，结构简单；比传统的主动磁悬浮轴承设计简单，功耗小，具有广泛的应用前景。关键词：恒流源、磁悬浮轴承、有限元、功耗ABSTRACTThispaperstudyth
4、econstantcurrentbiasedmagneticbearing,whosecomponentsofelectricsystemandmechanicalsystem,advantagesanddisadvantagesareintroducedinthispaper・ComparedwiththePermanentMagnetBiasedMagneticBearing,Itcanreducethepowerconsumption,anditsstructureismoresimplethant
5、heconventionalactivemagneticbearing・Accordingtotheconstantcurrentbiasedmagneticbearing,thispaperproposedtwokindsofcoil-wrapping,itisveryimportanttoestimatethedistributionofmagneticflux・Inthispaper,asdifferentwrappingofcoilareconcerned,twomethodsofdetectin
6、gtheairgapfluxdensityareanalyticindetail.Thesimulationresultsverifythateachmagnethastwocoilsonitwhosemagneticmodalityisperfect・Astotwodegreeoffreedomoftheconstantcurrentbiasedmagneticbearing,largenumbersofexperimentresultsareputup.Theyshowitwhichcansuspen
7、sestablyduetotherotordisturb,whoserotorcanbeatthecenterpositionwithvariableconnectionofthecontrolcoilsuchasinseriesorparallelconnection,whosevibrationisdifferentfromtheconventionalactivemagneticbearingwiththesameloadcapacity.Atlast,thispapercomparethethre
8、ekindsofpowerconsumptionwitheachother.Finally,itpointsoutthatthepowerconsumptionoftheconstantcurrentbiasedmagneticbearingislessthantheconventionalactivemagneticbearing,itcanreducethecostandimproveefficiency・Thepaper
