主動磁力軸承轉(zhuǎn)子位置自檢測及功率放大器的研究.pdf

1、主動磁力軸承是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空間，使轉(zhuǎn)子和定子之間沒有機械接觸的一種高性能軸承。它是集機械學、轉(zhuǎn)子動力學、控制工程、電磁學和計算機科學于一體的最具代表性的機電一體化產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的滾珠軸承、滑動軸承以及油膜軸承相比，具有無機械磨損、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無污染等一系列優(yōu)點。它在能源交通、機械工業(yè)、航空航天、機器人等高科技領域具有廣泛的應用前景。 為了實現(xiàn)磁力軸承系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子的位置控制，需要建立一個閉環(huán)的位置反饋

2、控制系統(tǒng)。目前多采用位移傳感器，但由于位移傳感器的存在，使磁力軸承的軸向尺寸變大，系統(tǒng)的控制器設計復雜，動態(tài)性能降低，而且成本高，可靠性低，這些都大大限制了磁力軸承在工業(yè)上的推廣應用。為了克服使用傳感器帶來的一系列缺點，國際上出現(xiàn)了一個新的研究方向——自檢測磁力軸承(Self-sensingMagneticBearing)。自檢測磁力軸承系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子位移是根據(jù)電磁鐵線圈上的電流或電壓信號而得到的，因不需要位移傳感器，自檢測磁力軸承具有一系

3、列的優(yōu)點。 本文對自檢測方法和自檢測原理進行了描述，并對小信號注入測試法和差動變壓器測試法進行了詳細分析和數(shù)學推導。在理論分析的基礎上，對適用于較大功率輸出的差動變壓器測試法進行了系統(tǒng)設計和仿真。仿真表明，利用差動變壓器測試法可以準確獲取轉(zhuǎn)子的位移信息，并實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定懸浮。 功率放大器是磁力軸承系統(tǒng)的一個重要部件，它根據(jù)控制器的輸出在磁力軸承定子線圈中產(chǎn)生成比例的電流信號，以產(chǎn)生所需要的電磁力。功率放大器是控制器控制命