交流感应磁悬浮技术的研究

基于电磁感应定律和励磁线圈与非磁性导体环间的等效电路模型,对处在交变磁场中的非磁性导体环受到的感应悬浮力进行了研究。非磁性导体环以铝环作为研究对象,提出了铝环受到感应悬浮力的测量方案,并设计了感应悬浮力的测量装置。对不同励磁线圈电流大小、电流频率、铝环相对线圈端部位移等参数条件下铝环受到的感应悬浮力进行了试验研究,并且利用有限元软件ANSOFT对各参数下的感应悬浮力进行了仿真分析。仿真和试验结果表明:铝环受到的感应悬浮力与电流的平方近似成正比关系;当励磁线圈电流频率大于50Hz时,增加线圈电流的频率,感应悬浮力的变化不明显;随着铝环和励磁线圈相对位移的增加,铝环受到的感应悬浮力明显减小。     

恒流源偏置三相磁悬浮轴承研究

六极结构恒流源偏置磁悬浮轴承是一种新颖结构,在定子磁极上有两套绕组,分别形成两对极偏置磁场与一对极控制磁场,根据无轴承电机原理,可产生可控悬浮力。笔者先采用等效磁路法,推导出该轴承在平衡位置附近的线性模型,并用有限元法进行了验证,对两个自由度上电流与位移之间的耦合进行分析,得到按矢量变换方式控制时,耦合较小的结论。然后,设计了一台实验样机,利用TI公司的VC33控制芯片,实现了两自由度静态悬浮,并对偏置磁场对悬浮性能的影响做了比较。最后,进行了动态激振实验。结果表明:三相磁悬浮轴承动态性能良好,适用于高速应用场合。     

主动电磁轴承不平衡补偿的研究

文中介绍主动电磁轴承的工作原理，推导了主动电磁轴承的数学模型，给出了两种不平衡补偿方案，通过仿真，两种方案均能减小或消除振动力，实现转子系统的动平衡。     

磁悬浮带钢系统的建模与鲁棒控制研究

以系统受3对电磁铁作用为例,分析了带钢受力后的运动情况,建立了一个3输入3输出的系统模型。采用H∞控制算法设计了控制器,通过实验分析表明,基于H∞控制理论设计的磁悬浮带钢系统具有良好的动态特性,外加脉冲干扰信号后系统能很快的恢复到平衡位置。     

新型永磁同步无轴承电机的设计

对一种新型薄片式永磁同步无轴承电机的设计进行了分析。从无轴承电机和普通永磁电机的基本原理出发，通过对各种转子结构的比较，研究它们的磁场分布，提出了一套优化的转子结构。与传统的电机相比，内转子薄片式永磁同步无轴承电机的结构比较特殊，它的运行原理、分析和设计与普通无轴承电机有着较大的不同且应用前景广阔。着重阐述了内转子薄片式永磁同步无轴承电机的工作原理和控制方法。     

基于DSP的主动磁轴承数字控制器的设计与实现

介绍了基于DSP的径向四自由度磁轴承数字控制器的总体结构,A／D和D／A转换电路, PID控制算法和控制软件的结构,调试方法和实验结果。实验表明：设计的数字控制器硬件和软件系统,参数实时调试方便,工作性能稳定可靠,满足了磁轴承控制性能要求。研究结果对开发数控磁轴承系统具有参考和应用价值。     

磁轴承系统中差动变压器式位移传感器的研究

设计了用于磁悬浮轴承系统中的差动变压器式位移传感器。从基本原理出发,结合磁轴承特点,提出了改进的传感器结构方案。利用线性差动变压器的专用芯片AD598作为传感器的测量电路。实验结果表明:所设计的传感器具有较好的性能:在-0.35~0.35mm测量范围内,线性度为±1.25%,灵敏度可高达23.77mV/μm,完全适用于磁悬浮轴承系统中。     

径向两自由度永磁偏置磁轴承的研究

设计了一种新型径向两自由度永磁偏置混合磁轴承结构,介绍了这种轴承的结构特点和工作原理,对其磁场形态进行了分析,得出这种轴承的磁路不存在耦合的结论。并简单介绍了这种轴承的参数设计,在此基础上建立了完整的永磁偏置磁轴承系统,并进行了稳定的静态悬浮实验,由实验数据得出这种磁悬浮轴承可以显著降低功率损耗的结论。     

径向滑动轴承性能计算方法的改进

改进了传统的径向滑动轴承性能计算方法,有效地解决了大型汽轮发电机组椭圆轴承在重载区计算难以收敛的问题。     

软开关技术在磁悬浮轴承功率放大器中的应用

传统的磁悬浮轴承功率放大器在硬开关工作状态时存在开关损耗和纹波干扰严重等问题,为有效克服这些缺点,采用了一种新的用于磁悬浮轴承的谐振直流环节三电平功率放大器电路。基于三电平控制方法,在传统的开关功率放大器的直流环节增加辅助谐振电路,实现了电路中所有的开关器件均在零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)的条件下工作。文中详细分析了软开关三电平功率放大器各个工作模态的工作原理,给出了相应的电路工作方程。对提出的软开关三电平功率放大器进行仿真与样机试验研究,结果表明软开关三电平功率放大器同样具有输出电流纹波小的优点,开关损耗和纹波电流干扰有效减小,验证了电路是可行、有效的。