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磁悬浮轴承基础理论研究现状与分析(二)

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2019.07.17
信息摘要:
高速灵活的数字控制器的使用,推动了磁悬浮轴承控制算法的研究工作,除了经典的P1D算法外,许多科研人员在磁悬浮轴承的控制中应用了大量的现代控制…
高速灵活的数字控制器的使用,推动了磁悬浮轴承控制算法的研究工作,除了经典的
P1D算法外,许多科研人员在磁悬浮轴承的控制中应用了大量的现代控制理论,如非线性控
制、滑动模态控制、模糊控制等。为了解决转子不平衡引起的同频振动,各国研究人员采用
了多种方法,如自适应滤波等算法。
(2)传感器技术
目前,磁悬浮轴承上应用的传感器主要有电容式传感器、霍尔传感器、光学传感器、电感
式传感器和电涡流传感器。从整个磁悬浮轴承研究和应用领域来看,电涡流传感器应用最
为广泛。检测精度、实时响应特性、抗干扰能力等指标,是磁悬浮轴承传感器需要解决的主
要问题
(3)功率放大器
现在的磁悬浮轴承大都采用开关功率放大器(简称开关功放)。开关功放具有效率高、
动态特性好的优点。在实际使用时,需要抑制开关功放的电流纹波,以获得更加稳定的电磁
力。开关功放内的功率器件工作在高频率开关状态,会产生大量的电磁干扰,对磁悬浮轴承
传感器和控制器的干扰很大
(4)转子动力学分析
随着转速的不断提高和计算手段的完善,磁悬浮轴系的转子动力学经历了刚性转子模
型、弹性转子模型和有限元模型等多个不同阶段。主要解决的理论问题包括:磁悬浮转子的
支撑刚度和阻尼等动力学行为描述;磁悬浮轴承中的转子运动与电磁力的属合特性;磁悬浮
转子的运动稳定性和跨临界转速的控制方法;陀螺力矩、转动惯量和转子扭转刚度等对高速
磁悬浮转子动力学行为的影响;抑制振动的不平衡转子控制方法等。日前,所有这些研究成
果还未形成一套完整的可用于指导磁悬浮轴承转子系统动力学设计的理论体系
(5)防鉄落和跌落可靠性设计
磁悬浮轴承经常在高转速条件下使用。 轴承支撑的高速转动的转子范含着巨大的动
能,一且出现失去支撑力或者失去控制的情况,容易造成保护轴承(跌落轴承)损坏、抱轴、转
子损伤等后续事故,因此,磁悬浮轴承的鉄落预防技术,以及发生队落后磁悬浮轴承的落
可靠性设计技术,是高速磁悬浮轴承系统设计的关键技术
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