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高速靈活的數字控制器的使用,推動了磁懸浮軸承控制算法的研究工作,除了經典的P1D算法外,許多科研人員在磁懸浮軸承的控制中應用了大量的現代控制…
高速靈活的數字控制器的使用,推動了磁懸浮軸承控制算法的研究工作,除了經典的
P1D算法外,許多科研人員在磁懸浮軸承的控制中應用了大量的現代控制理論,如非線性控
制、滑動模態控制、模糊控制等。為了解決轉子不平衡引起的同頻振動,各國研究人員采用
了多種方法,如自適應濾波等算法。
(2)傳感器技術
目前,磁懸浮軸承上應用的傳感器主要有電容式傳感器、霍爾傳感器、光學傳感器、電感
式傳感器和電渦流傳感器。從整個磁懸浮軸承研究和應用領域來看,電渦流傳感器應用最
為廣泛。檢測精度、實時響應特性、抗干擾能力等指標,是磁懸浮軸承傳感器需要解決的主
要問題
(3)功率放大器
現在的磁懸浮軸承大都采用開關功率放大器(簡稱開關功放)。開關功放具有效率高、
動態特性好的優點。在實際使用時,需要抑制開關功放的電流紋波,以獲得更加穩定的電磁
力。開關功放內的功率器件工作在高頻率開關狀態,會產生大量的電磁干擾,對磁懸浮軸承
傳感器和控制器的干擾很大
(4)轉子動力學分析
隨著轉速的不斷提高和計算手段的完善,磁懸浮軸系的轉子動力學經歷了剛性轉子模
型、彈性轉子模型和有限元模型等多個不同階段。主要解決的理論問題包括:磁懸浮轉子的
支撐剛度和阻尼等動力學行為描述;磁懸浮軸承中的轉子運動與電磁力的屬合特性;磁懸浮
轉子的運動穩定性和跨臨界轉速的控制方法;陀螺力矩、轉動慣量和轉子扭轉剛度等對高速
磁懸浮轉子動力學行為的影響;抑制振動的不平衡轉子控制方法等。日前,所有這些研究成
果還未形成一套完整的可用于指導磁懸浮軸承轉子系統動力學設計的理論體系
(5)防鉄落和跌落可靠性設計
磁懸浮軸承經常在高轉速條件下使用。
軸承支撐的高速轉動的轉子范含著巨大的動
能,一且出現失去支撐力或者失去控制的情況,容易造成保護軸承(跌落軸承)損壞、抱軸、轉
子損傷等后續事故,因此,磁懸浮軸承的鉄落預防技術,以及發生隊落后磁懸浮軸承的落
可靠性設計技術,是高速磁懸浮軸承系統設計的關鍵技術