交流二自由度混合磁軸承設計與數(shù)字控制.pdf

1、磁軸承具有無磨損、無需潤滑和密封、高速度、壽命長等優(yōu)良品質，從根本上革新了傳統(tǒng)的支承方式。針對主動磁軸承的不足：體積大、直流功放功率損耗大、氣隙偏小及成本高等，論文研究一種交流二自由度混合磁軸承，作為五自由度電主軸一端的兩自由度懸浮支承。
　　 交流混合磁軸承結構新穎、緊湊，易于采用高性能數(shù)字信號處理器DSP控制的三相逆變器來驅動。本文從磁軸承的結構和磁路出發(fā)，針對交流二自由度同極型混合磁軸承，開展了基礎理論與試驗研究，具體內(nèi)容

2、：
　　 首先，采用等效磁路法對該磁軸承的磁路進行了推算，分析其工作原理,推導數(shù)學模型；根據(jù)數(shù)學模型提出控制策略，運用Matlab/Simulink構建出仿真系統(tǒng)，對磁軸承的啟浮和懸浮特性進行分析，再對轉子質量不平衡引起的振動進行研究，并建立四自由度剛性轉子和柔性轉子的模型。
　　 其次，設計了樣機參數(shù)，運用Ansoft公司的Maxwel13D有限元分析軟件分別對交流二自由度混合磁軸承和交直流三自由度混合磁軸承的磁路、轉

3、子受力特性進行分析，驗證了樣機結構參數(shù)的合理性。
　　 最后，設計了交流混合磁軸承以IPM為核心的三相逆變電路，并以減小交流磁軸承控制線圈中的電流紋波為出發(fā)點，提出了另一種驅動電路三電平功率逆變電路；基于TMS320F2812的交流磁軸承數(shù)字控制器的硬件結構，設計了交流磁軸承數(shù)字控制器的軟件，并對交流二自由度混合磁軸承系統(tǒng)進行調(diào)試。
　　 理論研究與實驗結果表明：交流混合磁軸承結構合理緊湊、效率高、成本低.具有廣泛潛在應