高溫超導混合磁懸浮軸承系統(tǒng)的研究.pdf

1、磁懸浮軸承是一種利用磁場力將轉子懸浮于空中，使定子與轉子之間實現(xiàn)無機械接觸的一種新型高性能軸承。高溫超導塊材最有希望應用的領域之一是超導磁懸浮軸承。這是因為高溫超導塊材在處于超導態(tài)時具有很強的抗磁性和磁通釘扎性，可使其與永磁體之間產生一個穩(wěn)定的磁力，故無需施加任何控制就能使轉子穩(wěn)定地懸浮。 本文首次在國內外提出了一種新型的立式永磁有源高溫超導混合磁懸浮軸承研究方案。即采用高溫超導塊材提供穩(wěn)定力，高溫超導線圈制成的有源磁軸承提供控

2、制力，永磁軸承提高徑向剛度，從而保證主軸的穩(wěn)定旋轉。本項研究對發(fā)展磁懸浮軸承技術以及高溫超導塊材工程應用具有一定的理論研究意義和實踐探索價值。 本文分別介紹了超導磁懸浮軸承、有源磁懸浮軸承和永磁磁懸浮軸承的工作原理。在此基礎上，首次研制了新型五自由度高溫超導混合磁懸浮軸承的實驗裝置?；贐ean臨界態(tài)磁化模型，使用有限元法分析計算了超導磁懸浮軸承的磁場分布及其懸浮力，并對新型高溫超導混合磁懸浮軸承的模型驗證裝置進行了測試和分析。

3、研究了單自由度有源混合磁懸浮軸承的數(shù)學模型及其控制方法；研究了基于PID算法的數(shù)字控制器，提出了對系統(tǒng)參數(shù)進行設計和整定的方法；設計了一套以TMS320LF2407A控制器為核心的有源磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的硬件電路及其配套的軟件程序。研究了采用徑向磁化方向的永磁環(huán)所構成的永磁磁懸浮軸承懸浮特性，使用有限元法分析計算了其磁場分布以及懸浮力。 實驗測試表明：新型高溫超導混合磁懸浮軸承可以使主軸實現(xiàn)穩(wěn)定懸?。皇褂贸瑢Ь€圈來控制工作氣隙，