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在磁悬浮轴承技术领域所存在的问题

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2019.07.23
信息摘要:
在磁悬浮轴承技术领域,目前亟待解决磁悬浮转子动力学、高温磁悬浮技术、微功率磁浮轴承技术、冗余容错技术和磁悬浮智能支承技术等关键技术。(1)磁…
在磁悬浮轴承技术领域,目前亟待解决磁悬浮转子动力学、高温磁悬浮技术、微功率磁
浮轴承技术、冗余容错技术和磁悬浮智能支承技术等关键技术。
(1)磁悬浮转子动力学
磁悬浮轴承的转子动力学问题解决得好坏,直接影响到控制系统设计的优劣。然而磁
浮轴承的支承与传统轴承有很大的区别,带有反馈控制回路的磁悬浮轴承不能在动力学
分新计算当中简单地假设为具有定值的刚度和阻尼系统。此外,为了在使用磁悬浮轴承时
减小涡轮损耗,转子上采用了大量的叠片结构形式,这些需要对磁悬浮轴承支承的转子进行
复杂,更精准的动力学分析
2)高温磁悬浮技术
在特殊应用场合,如高温磁悬浮轴承系统,提高其可靠性、模拟真实环境试验验证,突破
高温磁悬浮轴承的核心技术,并掌握设计方法与制造工艺。不论是磁悬浮轴承还是位移传
感器,都需要高温绝缘线。目前,国际上是用陶瓷绝缘线来绕制磁悬浮轴承的励磁线圈和位
移传感器的测量线圈,最高工作温度为1000℃,这种绝缘线的绝缘层是厚度为微米级的绝
缘肉瓷,最大不足是在绕制线圈和工作过程中绝缘层容易损坏。我国目前尚未掌握生产这
种绝缘线的技术,尚不能生产这种高温绝缘线。
(3)微功率磁悬浮轴承技术
植入式人工心脏泵是磁悬浮心脏泵的发展趋势,但是由于完全植入人体,因此需要系统
保持功耗最低,利用水磁磁通提供偏置力,利用电磁力作为控制力,控制器、功率放大器、累
动电机等的功耗都需要降低才能使其真正走向应用。
(4)冗余容错技术
若磁悬浮轴承在部分功能部件故障时依然能容错运行,继续提供期望的支承力而保持
转子系统的稳定性,将是一种切实有效的提高轴承可靠性的方法。因此,当局部测控或结构
件出现故障时,针对含冗余支承结构磁悬浮轴承系统失效状态特征提取,以及针对该失效特
征的沉余支承重构准则、重构过程中的控制策略等关键技术问题,建立适应复杂失效工况的
磁悬浮轴承冗余支承重构控制模型,并提出相应控制策略,提高磁悬浮轴承在复杂工况下的
可靠性与使用寿命
(5)磁悬浮智能支承技术
磁悬浮轴承系统性能的好坏直接决定着高端装备的在役功能,在复杂的极端环境下,磁
悬浮轴承面临着负载突变、非线性扰动、温升、重载、基础柔性等一系列复杂状况,其支承磁
场必然存在着多维时变性,这是常规磁悬浮轴承面临的现象;那么磁悬浮轴承系统支承特性
的变化对高端设备性能如何产生影响?如何与载荷特性匹配?如何解决这样一个高阶非线
性、强合、多输入一多输出的复杂非线性控制间问题?这就需要掌磁悬浮轴承系统的支承
特性,研究磁悬浮智能支承技术。
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