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磁懸浮電主軸設(shè)計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)中實現(xiàn)穩(wěn)定懸浮的電磁力的狀態(tài)（是靜態(tài)的還是動態(tài)的），可將磁懸浮系統(tǒng)劃分為無源（被動）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內(nèi)外研究較多的兩類磁懸浮技術(shù)產(chǎn)品；而在國外，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，日本和德國占據(jù)領(lǐng)先地位。我國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目是世界上第一條投入商業(yè)化運(yùn)營的高速磁浮線路，并于2002年12月31日成功實現(xiàn)了單線通車試運(yùn)行磁懸浮工作臺隨著對加工和測量裝備精度要求的不斷提高，有關(guān)長行程、超精密運(yùn)動控制的研究引起了人們越來越多的興趣。已有研究表明，影響長行程、超精密運(yùn)動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現(xiàn)長行程、超精密運(yùn)動控制的較為理想的方式。磁懸浮工作臺的關(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力大小與兩個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)計過程中，應(yīng)考慮摩擦、運(yùn)動軌跡的約及穩(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（如電壓脈動或者風(fēng)），剛體就會掉下來或被吸上去，因此必須實行閉環(huán)控制。第三章磁懸浮主軸部分設(shè)計磁懸浮軸承機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計電磁鐵的設(shè)計初始參數(shù)的選擇磁懸浮軸承動力學(xué)模型的建立圖3是本文所研究的主動磁懸浮軸承的總體結(jié)構(gòu)簡圖。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，推力盤各部分都是同極性地進(jìn)行勵磁，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)，可實現(xiàn)無接觸式超高速旋轉(zhuǎn)，在當(dāng)代測量、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)動偏移x1-y1軌跡仿真(p=4000rad/s)AMBS標(biāo)稱對象閉環(huán)特性