主动磁悬浮支承系统的建模与电磁设计研究.pdfVIP

2014年 9月 机床与液压 Sep．2014 第42卷 第 17期 MACHINET0OL HYDRAULICS Vo1．42No．17 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．17．008 主动磁悬浮支承系统的建模与电磁设计研究 茅靖峰，程莹，吴国庆，张旭东，尹君 (南通大学电气工程学院，江苏南通226019) 摘要 ：介绍了主动磁悬浮支承系统的工作原理 ，建立了系统的力学方程和电学方程，对一种基于 E型结构电磁铁的磁 悬浮支承系统进行了电磁铁电磁参数设计的理论分析和实例计算 ，并利用ANSYS软件完成了该 E型电磁铁的二维电磁场 有限元校验。在此基础上，根据所设计的四自由度磁悬浮支承实验样机，阐述了磁悬浮支承系统的数控系统结构组成，并 完成了悬浮实验测试。实验验证了该样机理论设计的正确性，为磁悬浮支承系统的进一步设计提供参考。 关键词：磁悬浮支承系统；有限元法 ；电磁场 ；控制器 中图分类号：TM12；TP273 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2014)17—027—6 M odelingandElectromagneticDesignStudyforActiveM agneticSuspensionBearingSystem MAOJingfeng，CHENGYing，WU Guoqing，ZHANG Xudong，YIN Jun (SchoolofElectricalEngineering，NantongUniversity，NantongJiangsu226019，China) Abstract：Theworkingprincipleforactivemagneticsuspensionbearing(AMB)systemswasintroduced．Itsmechanicalande— lectricalequationswereestablished．Theelectromagneticparametersdesignofelectromagnetwasanalyzedintheory，andcalculatedac— cordingtoapracticalexample．ofrakindofmagneticsuspensionbearingsystem basedontheE—typestructureelectromagnet．Moreo— ver，2D electromagneticfieldanalysisbyANSYSsoftwareofrtheE—typeelectromagnetwasdonetoverify．Onthisbasis，thesturctural form ofnumericalcontrolsystem oframagneticsuspensionbearingsystemwasillustrated，accordingtodevelopedafour—degree(4D) offreedom magneticsuspensionbearingprototype，andtestofexamplesuspensionwascompleted．Experimentsvalidatethetheoretic designofthisprototypeiscorrect，whichprovidesreferenceofrfurtherdesignofthemagneticsuspensionbearing． Keywords：Magneticsuspensionbearingsystem；Finiteelementanalysis；Electromagneticfield；Controller 0 前言 算。最后，通过样机实验完成理论设计的校核 ，为磁 磁悬浮支承技术是利用磁场力将被支承的物体悬 悬浮支承系统的进一步设计提供依据。 浮于空中，使支承体与被支承体之间没有任何机械接 1 主动磁悬