磁悬浮主轴轴承间的耦合研究

分析了磁悬浮主轴轴承间的耦合现象 ,给出了磁悬浮主轴轴承间的耦合力矩的分布图。并且探讨了影响耦合力矩的几个参数对耦合强度的作用 ,并给出了其影响曲线。     

磁悬浮轴承线圈失效后阻尼特性研究

具有冗余结构的磁悬浮轴承的线圈失效后,其支承特性(主要是刚度和阻尼)会大幅下降。研究发现,采用PID控制算法时,可以通过改变控制参数的方法使支承特性有所提高。通过理论计算分析得出保持失效前后支承特性不变的控制参数。采用MATLAB/Simulink仿真的方法验证,结果表明失效后的支承特性可以通过改变控制参数得到部分补偿或完全补偿。     

磁悬浮系统机械耦合的研究

分析了磁悬浮系统的机械耦合问题，给出了磁悬浮系统在三维空间的机械耦合的计算方法，讨论了各参数对机械耦合的影响。在此基础上探讨了磁悬浮系统中传感器直接测量方式和差动测量方式对机械耦合的影响以及软件计算方法。     

轴流式磁悬浮人工心脏泵磁悬浮轴承系统设计

人工心脏泵要求体积小、质量轻、功耗低。为契合上述要求,实现人工心脏泵转子的五自由度全悬浮,采用径向永磁轴承和轴向电磁轴承相结合的磁悬浮系统,在对轴流式人工心脏泵转子受力分析的基础上,提出了低功耗和单轴向电磁轴承这两种磁悬浮轴承系统结构设计方法,给出了采用这两种方法进行结构设计时,径向永磁轴承和轴向电磁轴承的设计原则。比较来看,采用单轴向电磁轴承结构设计方法虽然会增加电磁轴承的功耗,但是大大降低了系统的体积和质量;简化系统结构和电磁轴承的控制复杂性,更具优势。根据单轴向电磁轴承设计方法,设计并加工一台轴流式磁悬浮人工心脏泵原型机,成功实现转子的五自由度稳定悬浮,验证了所提方法的可行性,为磁悬浮人工心脏泵的结构设计提供参考依据。     

磁悬浮轴承悬浮能力及控制系统分析研究

磁悬浮轴承以无摩擦、高转速、高精度、无需润滑等优点,成为高速或超高速回转机构中轴承发展的方向之一。本文依据电磁感应理论和自动控制原理,自行设计和研制出的五维控制磁悬浮轴承装置及其控制系统,在实验室成功进行了多次长时间悬浮旋转。并在其静态磁悬浮特性和动态磁悬浮特性试验的基础上,重点对磁悬浮轴承的悬浮能力和闭环控制系统进行了分析研究,结果表明,该磁悬浮轴承及其闭环控制系统能成功把9kg重的轴悬浮在空中高速旋转,为实际应用提供了理论基础和实践依据。     

磁悬浮轴承悬浮能力及控制系统分析研究

磁悬浮轴承以无摩擦、高转速、高精度、无需润滑等优点,成为高速或超高速回转机构中轴承发展的方向之一。本文依据电磁感应理论和自动控制原理,自行设计和研制出的五维控制磁悬浮轴承装置及其控制系统,在实验室成功进行了多次长时间悬浮旋转。并在其静态磁悬浮特性和动态磁悬浮特性试验的基础上,重点对磁悬浮轴承的悬浮能力和闭环控制系统进行了分析研究,结果表明,该磁悬浮轴承及其闭环控制系统能成功把9kg重的轴悬浮在空中高速旋转,为实际应用提供了理论基础和实践依据。     

五维控制磁悬浮轴承装置的试验研究

本文在五维控制磁悬浮轴承装置研制的基础上，对其性能参数等进行了试验研究。     

五维控制磁悬浮轴承装置的研制

本文在研究磁悬浮轴承悬浮能力的基础上，研制成功了三维控制磁悬浮轴承装置。该装置能使转轴不接触任何外界元件在空中旋转。     

电磁轴承耦合特性及电磁力分析

分析了电磁轴承测量耦合特性,给出了测量耦合计算公式,建立了考虑正交结构耦合影响情况下电磁力计算公式．分析结果表明：正交结构耦合力提高了系统的负刚度,正交耦合力的大小与控制电流无关,与气隙的变化量成正比;位置刚度系数与磁极分布角度无关,而电流刚度系数与磁极分布角度相关．     

大间隙混合悬浮系统结构设计与特性分析

研制了一种新型电磁悬浮系统装置,该装置利用电磁铁阵列与永磁铁来提供空间三维方向的悬浮驱动力.与传统的电磁悬浮系统相比,该系统具有悬浮力大、磁场分布规律、运动范围广等特点,可明显提高系统的使用效率.基于有限元数值方法对悬浮电磁力特性以及合成磁场特性进行了详细分析,并进行了相关实验.结果表明,新设计的电磁阵列悬浮系统装置可以在大气隙下使用,具有较好的稳定性和可控性.     

磁悬浮轴承功率放大器的研究

主动磁悬浮轴承中的功率放大器可以看成是一个电流跟踪系统 ,其性能的好坏对磁悬浮轴承的性能有着重要影响。从线圈数学模型、功率电路拓扑结构、直流母线电压、电流控制器几个方面对功率放大器进行了讨论与分析 ,并对一单自由度磁悬浮实验系统的电流控制进行了仿真研究。     

磁悬浮轴承控制系统中的电路分析及其试验研究

本文利用比较电路,经过多级电路控制、成功地将转轴悬浮在设计范围内,为进一步开发磁悬浮轴承高科技产品打下良好的基础。     

弱耦合径向磁力轴承的研究

针对在磁力轴承中各磁极之间的磁路存在磁耦合,影响转子的控制精度,给控制系统的设计带来一定的困难,以及完全消除磁耦合比较困难的问题,利用低频磁场在空气介质中随距离的二次幂衰减的特性,在结构上把各磁极之间的磁路断开,以削弱磁路之间的耦合。研究了两种弱耦合的径向磁力轴承在不同工况下的耦合特性,探讨了耦合机理和结构参数对耦合特性的影响,提出了弱耦合径向磁力轴承的耦合模型以及影响耦合特性的关键结构参数的选择准则。     

磁悬浮轴承磁场分布的测量

该文介绍了磁悬浮轴承磁场分布测量的硬件结构和软件设计方案。该系统将单片机为核心的小系统,结合霍尔传感器作为前端的数据采集系统,将采集到的数据利用串口传送到PC主系统。在LabVIEW环境下对数据进行分析、处理、显示并保存。经测试,系统能方便灵活地测量磁悬浮轴承磁场,并通过三维图形显示该磁场分布。     

主动磁悬浮轴承的工作原理及发展趋势

磁悬浮轴承是利用磁场力将转轴悬浮在磁场中，使转轴在空间无机械接触、无磨损地旋转的一种新型高性能轴承。与传统轴承相比，具有许多优点。介绍了主动磁悬浮轴承的结构和工作原理，提出了磁悬浮轴承的现存问题。     

五维控制磁悬浮轴承装置的试验研究

本文在五维控制磁悬浮轴承装置研制的基础上，对其性能参数等进行了试验研究。     

圆锥形磁悬浮轴承的三维有限元分析

圆锥形磁悬浮轴承只用一对径向轴承即可完成主轴的径向与轴向控制,但由于其定、转子铁心呈锥形结构,使轴向与径向间存在耦合,增加了分析计算的复杂性,同时对其电磁场的分析必须采用三维模型。利用ANSYS有限元软件对磁悬浮轴承进行三维电磁场计算,分析了磁感应强度的空间分布、轴承径向与轴向问的耦合效应,同时计算了电磁力随控制电流和轴承位置的变化关系,并与磁路法的结果进行了比较,在此基础上得出了磁悬浮轴承的电流刚度系数和位置刚度系数。     

基于DSP的磁悬浮轴承控制系统

针对磁悬浮轴承控制系统设计复杂、价格昂贵等问题,采用数字信号处理器为核心设计了磁轴承控制系统.采用FUZZY-PID控制算法,编制了控制软件.连续运转试验表明,磁悬浮轴承悬浮稳定,旋转速度达4×104 r/min.控制系统结构简单,性价比高,可满足高速铣削电磁悬浮主轴要求.