立式斜流泵主動(dòng)磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子動(dòng)力系統(tǒng)研究.pdf

1、主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)是一門集機(jī)械設(shè)計(jì)、電子電路、電磁場(chǎng)、工程力學(xué)、材料學(xué)和仿真學(xué)等學(xué)科于一體的綜合性技術(shù)，是一種通過(guò)無(wú)形地磁場(chǎng)力實(shí)現(xiàn)沒(méi)有機(jī)械接觸的高效率、高性能轉(zhuǎn)子系統(tǒng)支承技術(shù)。早期主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)由于受到控制理論和電器元件滯后的約束，發(fā)展較為緩慢。而伴隨微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，電子元器件的不斷更新和完善以及控制理論的逐步成熟，主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)也在飛速發(fā)展。
　　 本文將主動(dòng)磁懸浮軸承引入立式泵中，用于改善立式泵的主軸導(dǎo)軸

2、承故障率高、易于損壞的問(wèn)題。在立式泵原先的外圍結(jié)構(gòu)上，針對(duì)立式泵的導(dǎo)軸承進(jìn)行改進(jìn)和革新。根據(jù)立式泵轉(zhuǎn)子主軸的特點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)與立式泵相配套的主動(dòng)磁懸浮軸承機(jī)械結(jié)構(gòu)并進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算和仿真分析，同時(shí)研究設(shè)計(jì)與主動(dòng)軸承相配套的控制策略、算法及控制平臺(tái)。
　　 由于立式泵轉(zhuǎn)子主軸的結(jié)構(gòu)特殊性，本文將首先從立式泵主動(dòng)磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，通過(guò)使用電學(xué)和電磁學(xué)的基本公式推導(dǎo)出電磁吸力的參考公式，然后使用電磁場(chǎng)仿真軟件對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行磁場(chǎng)仿真

3、，綜合分析后使用三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)體造型并進(jìn)行有限元仿真分析。根據(jù)具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)主動(dòng)磁軸承的控制策略進(jìn)行研究，對(duì)基于實(shí)體結(jié)構(gòu)的主動(dòng)磁軸承的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分別進(jìn)行單自由度、五自由度數(shù)學(xué)模型建立和分析，結(jié)合文中幾種控制方式得出了PID解耦控制策略并進(jìn)行控制策略仿真分析。
　　 本文中給出了立式泵主動(dòng)磁軸承的控制平臺(tái)的具體結(jié)構(gòu)，控制平臺(tái)的硬件部分主要包括DSP控制芯片、位移傳感器、功率放大器及電磁模塊。文中給出了芯片的基本運(yùn)行電