《軸向磁軸承設(shè)計(jì)》PPT課件.ppt

第一章前言,磁懸浮軸承也稱電磁軸承或磁力軸承，是利用磁場(chǎng)里將轉(zhuǎn)子懸浮在空間，實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)械摩擦，接觸磨損，無(wú)須潤(rùn)滑的支承轉(zhuǎn)子的一種新型高性能軸承，具有定位精度高，適應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍廣，對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用于航天，航空，核反應(yīng)堆，超潔凈環(huán)境，飛輪儲(chǔ)能等場(chǎng)合。相關(guān)近20年來(lái)，隨著大功率電子元器件計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制理論和軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的進(jìn)步，磁懸浮技術(shù)得到了飛速發(fā)展。清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、天津大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等都在進(jìn)行這方面的研究工作。本次課程設(shè)計(jì)我在曾勵(lì)老師的指導(dǎo)下，對(duì)這方面進(jìn)行了初步的探索。,第二章磁懸浮軸承的工作原理及數(shù)學(xué)建模,磁懸浮軸承的工作原理磁軸承是利用磁場(chǎng)力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間，使轉(zhuǎn)子和定子之間沒(méi)有任何機(jī)械接觸的一種新型高性能軸承。磁軸承按照磁場(chǎng)產(chǎn)生性質(zhì)的不同，有主動(dòng)磁軸承和被動(dòng)磁軸承之分。由于主動(dòng)磁軸承明顯地優(yōu)于被動(dòng)磁軸承，在磁懸浮領(lǐng)域，應(yīng)用最廣泛的是主動(dòng)磁軸承。本次設(shè)計(jì)的就是主動(dòng)磁軸承中的軸向電磁軸承。,軸向磁軸承工作原理示意圖,磁軸承系統(tǒng)的準(zhǔn)確建模,對(duì)軸向磁軸承結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，磁路分析準(zhǔn)確是得到精確模型的前提，磁軸承的磁路包括鐵心和氣隙，在分析這樣的磁路時(shí)，目前還不能對(duì)這樣的磁場(chǎng)作十分精確的理論計(jì)算，而簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)也不需要精確的計(jì)算，為分析方便，通常在簡(jiǎn)化假設(shè)的基礎(chǔ)上采用一種近似的分析方法。即假設(shè)除氣隙外，磁通全部流過(guò)鐵心，并且忽略鐵心磁阻，由于鐵心磁阻在不同的磁路結(jié)構(gòu)中總是存在，忽略其影響有時(shí)會(huì)帶來(lái)一定的誤差，因此若得到準(zhǔn)確的模型必須將其納入考慮范圍內(nèi)，通過(guò)分析可為磁軸承設(shè)計(jì)與建模分析提供幫助。經(jīng)過(guò)一系列的計(jì)算與多方考慮，設(shè)計(jì)出的軸向磁軸承如下圖：,軸向磁軸承,第三章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),控制系統(tǒng)概述軸承控制系統(tǒng)由剛度和阻尼調(diào)節(jié)的控制器以及驅(qū)動(dòng)電磁鐵工作的功率放大器構(gòu)成，在當(dāng)前軸向磁軸承控制系統(tǒng)的研究中，主要完成控制器和功放的設(shè)計(jì)和制作，控制器和可通過(guò)模擬電路實(shí)現(xiàn)，功率放大器采用一種線性功放給電磁線圈供電。,第三章軸向磁軸承閉環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)成與設(shè)計(jì),位移傳感器軸向磁軸承對(duì)位移信號(hào)傳感器的第一個(gè)要求是非接觸式的，磁軸承要求傳感器能真實(shí)地反映轉(zhuǎn)子軸向位移的變化，具有很高的靈敏度、信噪比、線性度、溫度穩(wěn)定性，抗干擾能力和精確的重復(fù)性，同時(shí)也要求有一定的頻率范圍。其性能直接決定系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)子位置的控制精度，目前在磁鐵軸承系統(tǒng)的位移測(cè)量中，主要應(yīng)用測(cè)量精度高和線性度好的電渦流位移傳感器。軸向位移檢測(cè)采用一只安裝在轉(zhuǎn)軸一端的傳感器獲得，傳感器將轉(zhuǎn)軸與傳感頭的距離這一