为了简单显示磁悬浮轴承的工作原理,图中仅显示一个自由度(垂直方向)的工作原理。磁悬浮轴承由转子、定子铁心1、定子铁心2、位移传感器1、位移传感器2、功率放大器1、功率放大器2、控制器等部分组成。定子铁心与转子均由铁磁性材料制作,位移传感器检测转子上下偏移的距离。
稳定状态下,定子铁心1的线圈电流为 i1,定子铁心2的线圈电流为 i2,上下位移传感器的偏差(差动检测输出)为0。当转子受到扰动由平衡位置向下发生偏移时,差动检测输出信号x1,控制器接受到该信号后,立即增大定子线圈1的电流 i1,减小定子线圈2的电流 i2,结果定子铁心1的气隙磁通1增加,定子铁心2的气隙磁通2减小,转子会向上移动。待转子移动到平衡位置时,差动检测输出为0,电流停止变化,转子停在平衡位置。
当转子受到扰动由平衡位置向上发生偏移时,差动检测输出信号x2,控制器接受到该信号后,立即减小定子线圈1的电流 i1,增大定子线圈2的电流 i2,结果定子铁心1的气隙磁通1减小,定子铁心2的气隙磁通2增大,转子会向下移动。待转子移动到平衡位置时,差动检测输出x1为0,电流i1与i2停止变化,转子停在平衡位置。
这是一个动态平衡过程,悬浮系统的刚度、阻尼以及稳定性由控制系统决定。由于主动磁力轴承具有转子位置、轴承刚度和阻尼可控制等优点,所以在磁悬浮应用领域中,主动磁力轴承得到了最为广泛的应用。主动磁力轴承按支承方式的分为径向磁力轴承和轴向磁力轴承。 |