电磁轴承系统的位移刚度和电流刚度特性研究

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1、JournalofMechanicalStrength杌掳磅度2009，31(5)：727—730电磁轴承系统的位移刚度和电流刚度特性研究RESEARCH0lFE

2、[ECIRENTANDDISPLACEⅣmNTSTⅡNESSCH-ARACTERISTICoFAⅣⅡ；SYSTEM吴国庆周井玲汪希平张旭东迟晓妮。(1．南通大学机械工程学院，南通226019)(2．上海大学轴承研究室，上海200072)WUGuoQingZHOUJingLingWANGXiPing2ZHANGXuDongCHIXiaoN(1．C

3、ollegeofMechanicalEngineering，NantongUniversity，Nantong226019，China)(2．ResearchInstituteofBearings，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China)摘要以实际应用的电磁径向轴承和推力轴承为研究对象，从理论上详细分析差动激磁方式作用下的位移刚度和电流刚度的特性，探讨位移刚度和电流刚度对系统性能的影响。研究表明，在工程误差允许范围内，位移刚度和电流刚度可视为定值，即此时电磁力方程在

4、应用上存在较大的线性区间，因此简化的线性化模型完全可满足控制器设计的需要，且线性区问随着控制精度提高而减小。研究结果为深入了解电磁轴承系统在可能工作范围内的全部性能以及控制器设计提供依据。关键词电磁轴承位移刚度电流刚度中图分类号TH133．33TB122AbstractThecurrentanddisplacementstifnessaremmlysedtowardradialnmgnetiebengandthrustmagneticbearingwithdif-ferentialdrivingmode．

5、TheefectsofcurrentanddisplacementstifnessonAMB(activemagneticbeng)systemarestudiedinordertoensureitstableoperation．Thestudyindicatedthatcurrentanddisplacementstifnessareconstantintherangeofallowableen~neefingerror．Thereisalinearrangetothemagneticforce．The

6、simplifiedlinearmodelmeetstherequirementofcontrollerdesign．Themoreprecisecontrolprecisionis，thesmalerlinearrangeis．Theresearchprovidesthetheoreticalbaseofcontrollerdesign．ThestudyisI1se—fulforunderstandingAMBsystemperformanceinoperationrange．KeywordsActiv

7、emagneticbearing；Currentslif~es$；Displacementstif~essCorrespondittgauthor：ZHOUJingLing，E-ma／／：zhou．@163．com，Tel：+86—513—85012675，Fax：+86—513—85012078TheprojectsupportedbytheScienceandTechnologyProjectFundofJiangsuProvince(No．BE2008074)，andInternationalCoo

8、per—ationProjectFundofJiangsuProvince(No．BZ2008031)，andInnovationTalentsandDoctorFundofNantongUnivemi~(No．07B22)．Manuscriptreceived20070919，inrevisedform20071230．行预测，进而使控制器能精确地反馈信号，维持轴系1引言正常工作。在电磁轴承控制系统的设计计算中，线主动电磁轴承(activemagneticbeating，AMB)是磁性控制理论是应用普遍

9、且具有许多成熟的设计方悬浮原理在机械领域中的一个应用实例，其工作原理法。对于电磁轴承等多自由度系统，线性控制方法是依靠电磁力使悬浮体(转子或推力盘)非接触地“支已可使被控悬浮体获得最优性能。因此，线性化的承”于轴承体内，并且悬浮体位置可以由控制系统控制方法一直未被放弃，而且在应用过程中获得了良好的一种新型轴承；具有无接触、无磨损、无需润滑、噪声的性能，因而有许多学者根据不同的控制方式构造小、寿命长、工作温度范围大、功耗低及寿命