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磁懸浮電主軸設(shè)計(jì)第一章磁懸浮原理及其特點(diǎn)磁懸浮技術(shù)是利用電磁力將物體無機(jī)械接觸地懸浮起來，該裝置由傳感器、控制器、電磁鐵和功率放大器等部分組成。根據(jù)在磁懸浮系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定懸浮的電磁力的狀態(tài)（是靜態(tài)的還是動(dòng)態(tài)的），可將磁懸浮系統(tǒng)劃分為無源（被動(dòng)）和有源（可控）兩種懸浮系統(tǒng)。磁懸浮技術(shù)應(yīng)用狀況磁懸浮軸承磁懸浮軸承與磁懸浮列車是目前國(guó)內(nèi)外研究較多的兩類磁懸浮技術(shù)產(chǎn)品；而在國(guó)外，目前磁懸浮軸承已經(jīng)開始進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。磁懸浮列車對(duì)于磁懸浮列車的研究由來已久，其依靠電磁吸力或電磁斥力將列車懸浮于空中并進(jìn)行導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)列車與地面軌道間的無機(jī)械接觸。按懸浮方式，磁懸浮列車可被分為常導(dǎo)磁吸型和超導(dǎo)排斥型兩類。目前，在世界磁懸浮列車技術(shù)領(lǐng)域中，日本和德國(guó)占據(jù)領(lǐng)先地位。我國(guó)磁懸浮列車研究始于20世紀(jì)80年代，雖然起步晚，但發(fā)展很快。上海的磁懸浮列車項(xiàng)目是世界上第一條投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的高速磁浮線路，并于2002年12月31日成功實(shí)現(xiàn)了單線通車試運(yùn)行磁懸浮工作臺(tái)隨著對(duì)加工和測(cè)量裝備精度要求的不斷提高，有關(guān)長(zhǎng)行程、超精密運(yùn)動(dòng)控制的研究引起了人們?cè)絹碓蕉嗟呐d趣。已有研究表明，影響長(zhǎng)行程、超精密運(yùn)動(dòng)控制精度的最主要因素是摩擦力非線性。而磁懸浮正是一種實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)行程、超精密運(yùn)動(dòng)控制的較為理想的方式。磁懸浮工作臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)之一是電磁鐵的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。由于只能使用電磁鐵的吸引力，因此在工作臺(tái)的上方必須有電磁鐵以平衡重力。磁懸浮隔振器由于磁懸浮隔振器的磁場(chǎng)力大小與兩個(gè)極板之間的距離呈非線性關(guān)系，從而使得磁懸浮隔振具有良好的非線性隔振性能。中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所的崔瑞意、申仲翰等人研制了一種磁懸浮隔振裝置。該隔振裝置的外觀大致呈圓柱形，圓柱的中心部分裝有磁性材料，上、下兩端可分別與振體和基礎(chǔ)相聯(lián)接。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮摩擦、運(yùn)動(dòng)軌跡的約及穩(wěn)定性等諸方面的因素。第二章磁懸浮系統(tǒng)介紹磁懸浮系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)磁懸浮系統(tǒng)的工作原理磁懸浮系統(tǒng)是利用電磁力來控制剛體懸浮的空間位置。其工作原理是控制電磁鐵繞組的電流，產(chǎn)生與剛體重量等價(jià)的電磁力，使得剛體穩(wěn)定懸浮在平衡位置。由于電磁力與懸浮氣隙間存在非線性反比關(guān)系，這種平衡并不穩(wěn)定，一旦受到外界干擾（如電壓脈動(dòng)或者風(fēng)），剛體就會(huì)掉下來或被吸上去，因此必須實(shí)行閉環(huán)控制。第三章磁懸浮主軸部分設(shè)計(jì)磁懸浮軸承機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電磁鐵的設(shè)計(jì)初始參數(shù)的選擇磁懸浮軸承動(dòng)力學(xué)模型的建立圖3是本文所研究的主動(dòng)磁懸浮軸承的總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。為了進(jìn)一步減少渦流損耗，在軸徑處，轉(zhuǎn)子也采用疊片結(jié)構(gòu)，疊片材料為軟磁材料。推力盤采用鐵磁材料，在旋轉(zhuǎn)時(shí)，推力盤各部分都是同極性地進(jìn)行勵(lì)磁，渦流損失小，沒有必要采用采用疊片結(jié)構(gòu)，通常采用整體結(jié)構(gòu)。單自由度轉(zhuǎn)子的數(shù)學(xué)模型第四章磁懸浮AMBSMBS(ActiveMagneticBearingSystem)是非常復(fù)雜的機(jī)械電力及磁力系統(tǒng)。軸通過軸承上的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)的電磁力達(dá)到控制其懸浮及旋轉(zhuǎn)，可實(shí)現(xiàn)無接觸式超高速旋轉(zhuǎn)，在當(dāng)代測(cè)量、熱核、宇航、超低溫及其他現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用的儀表制造業(yè)和機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域獲得了廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間圖1磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)磁懸浮轉(zhuǎn)子力學(xué)坐標(biāo)系A(chǔ)MBS魯棒控制器閉環(huán)轉(zhuǎn)軸軸心運(yùn)動(dòng)偏移x1-y1軌跡仿真(p=4000rad/s)AMBS標(biāo)稱對(duì)象閉環(huán)特性