磁悬浮轴承电机的研究现状和发展趋势.pdf

ISSN 1000 - 3762 轴承 2003 年第 6 期 　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　50 - 52 　 CN41 - 1148/ TH Bearing 2003 ,No . 6 磁悬浮轴承的研究现状和发展趋势 李慧敏, 汪希萱 ( ) 浙江大学 　化工机械研究所, 浙江 　杭州 　310027 摘要 :介绍磁悬浮轴承的历史及 目前的研究状况, 从系统建模 、系统结构和轴承控制三个方面对其发展趋势进 行了探讨 。分析磁悬浮轴承的应用前景, 并指出了今后的研究方向。 关键词 :磁悬浮轴承; 结构; 发展 ( ) 中图分类号 :TH133 . 33 　　　文献标识码 :B 　　　文章编号 :1000 - 3762 2003 06 - 0050 - 03 ( ) 1. 2 　自传感器结构 self - sensing 1 　系统结构 自传感器结构即从可控电磁铁中提取转子的 传统的磁轴承驱动机构由一个三相电机 、两 位移信号, 控制的输入信号与输出为同一电路 。 个四相径向磁轴承 、一个两相轴向磁轴承和多个 调谐LC 电路轴承是经常应用的自传感器结构 , 功率转换部件构成, 这种结构体积庞大, 机械与电 它利用LC 电路共振的特性设计而成 。此类轴承 气费用较高 。为了降低费用, 增加设计的灵活性, 的缺点是所产生的力和刚度不大 ,且不能象机械 人们对磁轴承系统结构进行了多方面研究 。 阻尼或主动轴承那样产生阻尼 , 因此这样的系统 1. 1 　永磁与电磁结构相结合 易不稳定 。它们被应用于精度要求不高的场合 , 由于永磁材料的固有磁特性, 可以利用它来 如陀螺仪表等 。但如能用其他手段产生阻尼 ,再 降低可控电磁铁的偏置电流, 减少系统功耗, 并且 加以合理的设计 ,可获得满意的效果 。澳大利亚 产生同样的磁场, 永磁比电磁的体积小, 可使系统 的Nicholas Mu Guire 在流体中利用 LC 调谐轴承, 结构变得简单, 易于磁悬浮系统的集成 。 利用转子与定子间的流体作为阻尼器, 获得了满 随着永磁材料的研究和发展, 磁性能不断提 意的效果[ 1] 。 高, 特别是NeFeB 系列永磁体的开发, 使永磁应用 另外为了提高该类磁轴承系统的整体性能, 到磁悬浮领域的费用大幅度降低, 为工业应用提 人们在信号提取和控制输出等方面进行了研究和 供了可能性 。然而, 永磁的气隙磁场强度往往是 改进 。如日本 Saitama 大学在位移传感器中采用 恒定的, 不易调节, 故 目前研究的多为永磁偏置的 频率反馈和锁相技术 ;美国的Myonggyu D Noh 等 被动与主动混合控制模式 。 采用数字信号处理技术从电流波中提取转子位移 永磁体的退磁和漏磁是工业应用中亟待解决 信号等[ 1] 。 的问题 。合理设计永磁体的形状和配置, 使更多 1. 3 　无轴承电机 的磁通量汇聚到工作气隙中, 从而提高转子的承