单自由度和两自由度永磁偏置磁悬浮轴承的研究

本文首先介绍了永磁偏置磁悬浮轴承的工作原理、系统组成及其优缺点。在此基础上提出了一种新型单自由度永磁偏置磁悬浮轴承结构,对其磁场形态进行了有限元分析,同时设计了一种具有代表性的两自由度径向永磁偏置混合磁悬浮轴承结构,分析表明其磁路存在耦合,并提出了一个解决措施。建立了永磁偏置磁轴承的数学模型和控制模型,计算了其电流刚度系数和位移刚度系数。并对永磁偏置磁悬浮轴承参数的设计和确定进行了详细介绍。讨论了磁悬浮轴承功率放大器的特点和要求,并根据本文实际需求设计了一种性能优良的双向三电平PWM开关功率放大器,进行的性能测试表明这种功率放大器具有良好的动态性能,且可以在不增大电流纹波的同时提高电源电压。 最后设计了整个永磁偏置磁悬浮轴承系统,并且实现了单自由度和径向两自由度的静态稳定悬浮。为进一步的研究和应用打下了坚实基础。