《軸向磁軸承設(shè)計》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，是利用磁場里將轉(zhuǎn)子懸浮在空間，實現(xiàn)無機械摩擦，接觸磨損，無須潤滑的支承轉(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，對環(huán)境無污染等優(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，飛輪儲能等場合。相關(guān)近20年來，隨著大功率電子元器件計算機技術(shù)以及控制理論和軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學的進步，磁懸浮技術(shù)得到了飛速發(fā)展。清華大學、西安交通大學、天津大學、南京航空航天大學等都在進行這方面的研究工作。本次課程設(shè)計我在曾勵老師的指導下，對這方面進行了初步的探索。,第二章磁懸浮軸承的工作原理及數(shù)學建模,磁懸浮軸承的工作原理磁軸承是利用磁場力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間，使轉(zhuǎn)子和定子之間沒有任何機械接觸的一種新型高性能軸承。磁軸承按照磁場產(chǎn)生性質(zhì)的不同，有主動磁軸承和被動磁軸承之分。由于主動磁軸承明顯地優(yōu)于被動磁軸承，在磁懸浮領(lǐng)域，應(yīng)用最廣泛的是主動磁軸承。本次設(shè)計的就是主動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)的準確建模,對軸向磁軸承結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計來說，磁路分析準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，目前還不能對這樣的磁場作十分精確的理論計算，而簡單的設(shè)計也不需要精確的計算，為分析方便，通常在簡化假設(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，忽略其影響有時會帶來一定的誤差，因此若得到準確的模型必須將其納入考慮范圍內(nèi)，通過分析可為磁軸承設(shè)計與建模分析提供幫助。經(jīng)過一系列的計算與多方考慮，設(shè)計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,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)動電磁鐵工作的功率放大器構(gòu)成，在當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)計和制作，控制器和可通過模擬電路實現(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,位移傳感器軸向磁軸承對位移信號傳感器的第一個要求是非接觸式的，磁軸承要求傳感器能真實地反映轉(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性，同時也要求有一定的頻率范圍。其性能直接決定系統(tǒng)對轉(zhuǎn)子位置的控制精度，目前在磁鐵軸承系統(tǒng)的位移測量中，主要應(yīng)用測量精度高和線性度好的電渦流位移傳感器。軸向位移檢測采用一只安裝在轉(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