该文介绍了磁悬浮轴承磁场分布测量的硬件结构和软件设计方案。该系统将单片机为核心的小系统,结合霍尔传感器作为前端的数据采集系统,将采集到的数据利用串口传送到PC主系统。在LabVIEW环境下对数据进行分析、处理、显示并保存。经测试,系统能方便灵活地测量磁悬浮轴承磁场,并通过三维图形显示该磁场分布。

对磁流变液阻尼器及支承的磁悬浮轴承进行了三维电磁场分析,得到了其磁场分布,并对磁流变液进行了动态磁场分析。最后,基于磁流变液的唯象模型,通过静力学仿真得到其最大挤压反力,得到了磁流变液阻尼器所能提供阻尼力的范围。

经典PID或者结合其他算法的参数自整定PID是主动磁悬浮轴承最常用的控制方法,其方法简单且有一定的控制效果,但当外界出现干扰或者负载变化大时表现一般。针对此情况提出一种新的磁悬浮轴承控制方法——协同控制,适用于非线性、强耦合的系统,而且算法简单,易实现数字控制,设计出的控制器具有抗扰动鲁棒性强和稳态性好等优点,因此基于协同理论设计了单自由度主动磁悬浮轴承的协同控制器,并与经典PID控制器进行仿真与实验对比分析,结果验证协同控制器是适用于单自由度主动磁悬浮轴承的一种先进控制器。

为了准确评价磁悬浮旋转机械振动的稳定性,有效控制磁悬浮转子振动、提高系统稳定性,提出应用ISO14839标准对磁悬浮旋转机械的振动稳定性进行评价和分析.对ISO14839标准中的振动位移和稳定裕度内容进行介绍,以一磁悬浮轴承转子实验台为例,应用ISO14839标准评价实验台振动位移和稳定裕度等级,分析系统的振动问题和不稳定因素,提出相应的解决方案.实例结果分析得到,实验台振动位移水平为A等级,稳定裕度水平为B等级,验证了ISO14839标准的合理性.

结合自消除间隙保护轴承机构中滚动轴承的运动特点,建立了磁悬浮轴承转子与滚动轴承过盈配合的静态和高速旋转时的动态力学模型,并详细分析了转子、滚动轴承内圈以及外圈各处的位移变形。针对两组不同游隙值的滚动轴承,计算了转子与滚动轴承内圈所需的装配过盈量与转速的关系,并对转子、滚动轴承内圈和外圈在静态和动态下的强度进行了校核。从滚动轴承内圈和转子配合过盈量的角度,给出了自消除间隙保护轴承系统中滚动轴承的选取准则。

以卧螺离心机用磁悬浮轴承为研究对象,将励磁绕组骨架装配体加入磁轴承定子模型,讨论骨架在磁轴承定子中的2种装配形式。通过优化集成平台Isight集成UG和ANSYS,研究磁悬浮轴承各结构参数对支承性能的影响以及线圈骨架的存在对磁轴承几何参数的影响。以电磁力最大为目标,对磁悬浮轴承进行结构优化,结果表明,磁轴承承载力和励磁磁势利用率较原先提升了11.88%,取得了良好的优化效果。

为了完善离心力作用下的多层圆筒过盈配合理论以及得到一定约束条件下较优的过盈配合设计方案,该文首先推导了多层旋转圆筒应力和变形分析解析公式以及多层旋转圆筒过盈配合设计公式,然后基于以上理论,以所定义的旋转圆筒最小安全裕度为适应度函数,采用遗传算法优化名义半径使圆筒的最小安全裕度最大化。根据优化并取整后的名义半径,采用有限元软件(ANSYSWorkbench)建立磁悬浮轴承转子三维模型模拟了最大过盈条件下装配过程,并且比较了解析方法与有限元的等效应力结果。研究结果表明所采用的名义尺寸优化方法提高了旋转圆筒的安全系数,增加了转子的安全性;本文模型中的最外层圆筒内壁为最危险环面,此处有限元方法所得最大等效应力比解析方法结果高18.72%,仅采用解析方法预测结果时应适当提高校核安全系数;所给出的解析方法与数值分...

为解决实际工程中卧式离心机高转速工作条件下的振动问题,对磁悬浮轴承支承的轴承振动特性进行分析。建立了转子-磁悬浮轴承振动系统的数学模型,考虑陀螺效应,基于非线性理论,运用Wilsonθ直接积分法并通过MATLAB软件求解出x,y两方向的振型、速度、轴心运行轨迹。结果表明：x向振动大于y向振动,且振幅呈衰减趋势,增大偏磁电流可有效降低转子的振幅;在考虑陀螺效应的情况下,转子轴心轨迹呈椭圆形。最后,通过ANSYS/Workbench仿真分析验证了数值结果的合理性。

将同极永磁偏置径向磁悬浮轴承应用于轴流式磁悬浮血泵支承系统,利用永磁偏置降低功耗,同极性结构减少转子磁滞损耗引起的发热,以降低轴流式磁悬浮血泵支承系统的体积和功耗,使其便于植入体内。利用等效磁路法建立了轴承承载模型,采用有限元法获得轴承的气隙磁场分布、耦合特性,最后搭建试验平台,进行了试验验证。结果表明,仿真得到的电流刚度、位移刚度和气隙磁场分布与试验测量结果趋势相同,大小误差均在10%以内。

与传统机械轴承相比,磁悬浮轴承的一个重要特点是可通过调整控制参数改变其刚度和阻尼,因此本文研究了一种基于控制参数切换的磁悬浮旋转机械隔振技术。该技术通过调整磁悬浮轴承在不同转速下的控制参数,实现系统固有频率的偏移,改变频率比,从而提高磁悬浮轴承在不同转速下的隔振效率。最后,通过算例验证了该技术的隔振效果并给出了控制参数选择方法。本文的研究可为改善水泵、鼓风机等旋转机械在不同工作转速下的振动传递提供一定的理论和工程依据。