毕业论文课题相关文献综述
文献综述
一、磁悬浮轴承简介
在磁悬浮领域中，应用最广泛的就是磁悬浮轴承[1]，也称电磁轴承或磁力轴承。它是利用磁场力将转轴悬浮在磁场中，使转轴在空间无机械接触、无磨损地旋转的一种新型高性能轴承。由于不存在机械接触，转子可在超临界转速，每分钟数十万转的工况下运行并且可以降低能耗和噪声。具有无需润滑，无油污染，寿命长以及适用于许多应用环境等优点，因而具有一般传统轴承所无法比拟的优越性。由于它具有这样一系列独特的优点，近年来国内外对其研究都颇为重视。被公认为极有前途的新型轴承[2]。
二、主动型磁悬浮轴承的结构分析及工作原理[3]
主动磁悬浮轴承是高度机电一体化产品，由电磁铁、转子构成控制对象，并与位移传感器、控制器、功率放大器一起组成闭环控制系统。有关磁悬浮轴承的基本性能，包括刚度和阻尼转子定位，不平衡响应等均取决于控制器。在转轴的上下左右方向各有两套差动变压器的间隙检测传感器和电磁铁。
系统的基本工作原理：当转轴处于轴套内径中心时，转轴与轴套中的各个电磁铁下的间隙长度相等，此状态称之为磁悬浮轴承转轴的平衡状态。如果磁悬浮轴承耳朵转轴处于平衡状态并稳定运行时，转轴上的负载突然有一变化，原来处于平衡状态被破坏，每个电磁铁下的间隙长度发生变化，此时电磁铁下的间隙传感器立刻反映出这一变化，控制器根据这一变化实时调节各个电磁铁线圈中的电流来改变各个电磁铁的电磁力，使得转轴回到原来的平衡状态。
通过以上原理分析我们可以看出，磁悬浮轴承是一个复杂的机电耦合系统[4]。在早期的研究过程中，它由机械系统和控制系统两个子系统组成。计算机技术的发展为实现整个系统的智能化提供了条件，将计算机加到系统中得到磁悬浮轴承系统。在这个系统中，利用计算机可以更方便地从外界获取信号，并对其进行智能处理，实现轴承的稳定运行和控制。
三、磁悬浮轴承的国内研究现状及应用现状[5]
磁轴承的发展与研究越来越受到国内外工程界和学术界的广泛关注。1937年德国人Kemper申请了一项有关主动磁悬浮支承的专制，由此拉开了磁悬浮技术的研究及应用序幕[6]。1988年六月，在苏黎世召开了第一届国际轴承学术会议。会议商定以后每两年召开一次国际磁轴承学术交流会。随后，人们对磁轴承的原理，性能和应用进行了详细的研究，主要包括磁轴承的刚性及弹性转子动力研究，磁轴承的各种控制方法及控制器的鲁棒性研究，转子材料的试验与测试研究等[7]。目前，研究磁轴承技术较为活跃并处于领先地位的主要有瑞士联邦工学院（ETH、美国Maryland大学和Verginia大学。日本东京大学和英国Sussex大学等研究机构[8]。
在国内，磁悬浮轴承的研究始于80年代初，起步较晚，从整体上来说还处于实验室及工业试运行阶段。国防科技大学自1980年起研究五自由度磁轴承系统[，制造了一台立式外转子型实验装置[9]。后来又研究了永磁式磁轴承[10]。清华大学研究了单自由度磁轴承的稳定性问题[11]，后来又基于状态空间法研究了五自由度磁悬浮主轴[12]。1981年上海微电机所研制出我国第一台磁轴承样机。
