摘要：磁悬浮轴承功率放大器是开关型系统,需要从理论上准确地分析开关功率放大器实际特性以指导电路的设计。在三电平脉宽调制功率放大器输出负载电流原理的基础上,运用傅里叶级数理论分析建立了磁悬浮轴承开关功率放大器闭环系统的数学模型并推导出输出负载电流的数学解析式。对该数学模型及数学解析式进行仿真研究,并将仿真结果与Orcad电路软件仿真结果及实验结果相比较,三种结果基本吻合,表明研究的数学模型及解析式是可行有效的。设计的磁悬浮轴承三电平功率放大器使高速磁悬浮电动机在60000r/min的转速下稳定运行。

摘要：介绍了国际上磁浮多电发动机的研究现状、发展趋势及其核心关键技术如高温磁悬浮轴承、高温位移传感器、附件电传动技术、备用轴承和多电发动机的结构设计。介绍了美国的IHPTET计划中有关磁浮多电发动机的研制情况,IHPTET计划和美国的德雷伯实验室(DraperLaboratory)、Synchrony公司等多个单位进行了长期的合作,共同研制该发动机的核心关键技术"高温磁悬浮轴承",从目前掌握的资料分析,IHPTET计划中的磁浮多电发动机将采用Synchrony公司研制成功的"高温磁悬浮轴承"。1997年底,欧共体制定了类似的AMBIT研究计划,期望率先研制出以磁悬浮轴承支撑的航空发动机,参加该计划的有英国、德国、法国、奥地利和瑞士等5个国家。

摘要：以高速永磁同步电机为研究对象,提出了一种基于假定旋转坐标的无传感器控制方法。该方法无需对转子d轴的位置进行估计同样能够实现磁场定向,达到最大转矩电流比的控制效果。文中对此控制方法进行了理论分析,设计了基于该方法的无传感器控制系统。借助Matlab/Simulink工具对此控制系统进行了仿真研究,得到了与理论分析一致的仿真波形。为进一步检验控制方法的可行性,文中在额定功率为75kW的磁悬浮高速永磁同步电机上于27 000r/min的高转速下进行了验证实验。实验结果表明,在该转速下,文中提出的控制方法能够很好地实现最大转矩电流比的控制效果。

摘要：针对中大功率高速永磁同步电机,提出一种将状态观测器与假定旋转坐标相结合的无传感器控制策略。该策略无需对转子d轴的位置进行估计同样能够实现磁场定向,达到最大转矩电流比的控制效果。对此控制策略进行理论分析,设计基于该策略的无传感器控制系统。借助Matlab/SIMULINK工具对此控制系统进行了仿真研究,得到了与理论分析一致的仿真波形。为进一步检验控制策略的可行性,在额定功率为75kW的磁悬浮高速永磁同步电机上于27 000 r/min的高转速下进行了验证实验。实验结果表明,在该转速下,所提出的控制策略能够很好的实现最大转矩电流比的控制效果。

摘要：研究了一种新型的片状无轴承永磁电机的工作原理和结构设计,只须控制转子的两个径向自由度,就能够实现磁悬浮并驱动电机旋转;当电机极对数≥3时,径向磁悬浮力与电机转矩互不耦合,可以独立设计磁悬浮轴承与电机的控制系统;提出了新的、工艺性好的绕线方法,只需在单个磁极上绕线,不需要跨磁极绕线;研制了电气控制系统,包括双向电流型开关功率放大器、PID控制器等;设计、制造了内转子式的片状无轴承永磁电机样机;试验研究表明,研究的片状无轴承永磁电机成功地实现了磁悬浮,最高转速达到了3300r/min,转子振幅<20μm。

摘要：针对5自由度主动磁悬浮轴承,分析了每种误差类型对主动磁悬浮轴承工作状态的影响机理及特征;定量分析了机械加工误差、系统设计参数和径向磁悬浮轴承线圈干扰电流之间的关系。研究结果表明,机械加工误差会导致径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承相互耦合,增加系统控制难度;同时会导致径向磁悬浮轴承励磁线圈中附加干扰电流,降低径向磁悬浮轴承的有效载荷;通过分析径向磁悬浮轴承励磁线圈中的干扰电流的特征可以推断系统的误差形式,从而采取相应的措施进行改善。研究结果为更合理地确定主动磁悬浮轴承的设计参数、分析主动磁悬浮轴承系统的装配误差、提高主动磁悬浮轴承的性能提供了理论依据。

摘要：针对差动变压器式位移传感器的性能及其在磁悬浮轴承中的应用,理论分析传感器与磁悬浮轴承转子之间加入不同隔层时对传感器输出的影响;对传感器进行静态和动态标定,并将其应用于2自由度和5自由度磁悬浮轴承试验台进行静态和动态悬浮。研究结果表明:该传感器测试范围在–0.5～+0.5mm时,线性度可达±1.38%,灵敏度为20.18mV/μm,截止频率在800Hz左右;理论分析加入非导磁隔层不影响传感器性能,但实际中涡流、漏磁等多方面原因将影响传感器的静动态性能;在2自由度试验台上实现磁悬浮转子2自由度的静态悬浮,不加入隔层时转子的静态位移振动峰峰值小于5μm,加入隔层时转子的静态位移振动峰峰值小于10μm;在5自由度试验台上实现了磁悬浮转子的高速旋转,转速为30kr/min,不加隔层时转子两端的径向振动峰峰值为25μm,加入隔层时转子两端的径向振动峰峰值为25μm,但波形没有不加隔层时规则。研究结果为差动变压器式位移传感器的设计,并将其应用于磁悬浮轴承系统中提供一定的理论和试验基础。

摘要：基于拟动力学原理,在考虑轴承所承受的径向载荷、轴向载荷、滚珠自身离心力以及陀螺力矩联合载荷作用的影响下,建立双层滚珠轴承在高速及载荷作用下的力学模型,通过MATLAB编程仿真,分析不同载荷参数和结构参数对轴承力学特性的影响,并对计算方法进行了实验验证.研究结果表明:内外两节径关系直接影响到内圈和中圈之间的转速分配关系;径向载荷和轴向载荷对接触角的变化影响较大,直接关系到滚珠轴承的失效情况;工作转速、滚珠的材料、轴向预紧力以及滚珠初始接触角等对轴承的刚度影响较大.研究结果为双层滚珠轴承的设计和应用提供一定的理论依据.

摘要：针对模拟或基于DSP的磁悬浮轴承控制器和功率放大器,具有集成度和可靠性低及体积庞大的局限性,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的磁悬浮轴承电控系统.首先应用MAT-LAB对各部分进行了建模,然后针对各部分参数对其性能的影响进行了仿真研究,最后对基于FP-GA的数字功率放大器的纹波与动态特性进行了试验,并将它们应用到磁悬浮球系统中实现了悬浮球的稳定悬浮.结果表明:该数字控制器使磁悬浮球悬浮时的振动量控制在15μm;设计的数字功率放大器在母线电压为150 V,开关频率为25 kHz,负载线圈电感为40 mH,静态电流为2 A时,功率放大器的电流纹波为300 mA,截止频率在350 Hz左右.

摘要：研究的高速磨床电磁悬浮磨头电控系统尽量采用最新技术 ,在保证系统性能的前提下降低了系统造价。在该系统中采用 TMS3 2 0 F2 40 DSP芯片作为控制核心 ,同时控制磁悬浮轴承的悬浮和变频电机调速 ,采用运行效率很高的汇编语言编写控制软件 ,其中磁悬浮轴承是 PID控制算法 ,电机调速为 SPWM方式。磁悬浮轴承PWM功率放大器中采用能简化驱动的新型半桥电路 ,电机调速主电路中采用智能功率模块 (IPM)。动态刚度测试和高速运转实验表明 。