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《中国科学院电工研究所》 2001年
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高温超导混合磁悬浮轴承系统的研究与实验

方家荣  
【摘要】: 磁悬浮轴承是一种利用磁场力将转子悬浮于空中,使转子与定子之间实现 无机械接触的一种新型高性能轴承。本文首次提出了国内外全新的立式永磁有 源高温超导混合磁悬浮轴承研究方案。即采用永磁卸载,高温超导提供稳定, 有源提高径向刚度,保证稳定旋转。本项研究对发展磁悬浮轴承技术和高温超 导块材工程应用具有重大的理论研究意义和实际应用价值。 本文分别介绍了超导磁悬浮轴承、有源磁悬浮轴承和永磁磁悬浮轴承的工 作原理,并建立了高温超导混合磁悬浮轴承转子五自由度数学模型,进行了系 统特性分析。在此基础上,首次研制了五自由度高温超导混合磁悬浮轴承实验 装置。 深入研究了高温超导磁悬浮轴承特性。由磁化模型分析计算了超导磁悬浮 静态悬浮特性,并对实验装置进行了测量和分析。 有源磁悬浮轴承控制系统的研究。研究了几种模拟控制器,应用线性二次 型最优控制理论设计了线性调节器,并研究了带非线性引前校正环节的PID控 制器,提出了大幅度提高系统刚度和稳定范围的参数设计方法。 研究了采用轴向和径向不同磁化方向的永磁环所构成的永磁磁悬浮轴承悬 浮特性,分别运用等效电流法以及有限元法分析计算了磁悬浮力以及刚度特 性。 首次在国内实现了高温超导混合磁悬浮轴承高速运转,运行转速为 9,600rpm,具有大范围稳定性,达到并超过了本论文工作的设计性能指标。测 试了高温超导混合磁悬浮轴承系统的静、动态特性,并对系统的频率特性和动 态特性进行了分析。
【学位授予单位】:中国科学院电工研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TM26

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 李英;李绍明;牛草原;刘哲;陈奎孚;;玉米植株的振动特性测试[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
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9 宋育;李艳军;;便携式民用飞机复合材料智能敲击检测系统[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
10 韩清凯;张红军;黄振东;闻邦椿;;基于Kalman滤波的机械系统微弱突变振动信号的检测方法[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
3 杨秀芝;低合金高强钢双丝焊热过程数值模拟及接头组织转变行为研究[D];华中科技大学;2010年
4 付强;1000MW核电站离心式上充泵水力设计与结构可靠性研究[D];江苏大学;2010年
5 岳宏卫;高温超导约瑟夫森结及阵列毫米波特性研究[D];南开大学;2010年
6 游峰;面向微波应用的铊系高温超导薄膜研究[D];南开大学;2010年
7 吴昊;滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究[D];华东理工大学;2011年
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10 马金奎;滑动轴承非线性轴心轨迹的瞬态与周期特性研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙威;Φ800mm通光口径纹影系统结构分析与设计[D];中国工程物理研究院;2010年
2 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
3 李鹏;磁悬浮风力发电机转子系统的研究[D];山东科技大学;2010年
4 李庆亮;轴流式转子轮毂关键部位的有限元分析[D];山东科技大学;2010年
5 何敬玉;罗茨鼓风机振动噪声分析与数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
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7 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
8 王丹丹;独立供油径推浮环轴承性能优化分析与软件包开发[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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4 赵春发;磁悬浮车辆系统动力学研究[D];西南交通大学;2002年
5 刘瑞芳;基于电磁场数值计算的永磁电机性能分析方法研究[D];东南大学;2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张丽;基于支持向量机的磁力轴承控制算法研究[D];武汉理工大学;2011年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 李永亮;方进;郭明珠;肖玲;郑明辉;焦玉磊;;基于ANSYS的高温超导混合磁轴承悬浮力分析[J];低温与超导;2008年06期
9 祝长生;纪德志;;非同轴结构高温超导推力轴承的悬浮力[J];低温与超导;2008年09期
10 杨晓光;汪友华;张波;曹莹莹;;一种新型振动发电装置及其建模与实验研究[J];电工技术学报;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
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5 江桂云;基于液压伺服控制的动静压轴承设计理论研究[D];重庆大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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7 侯飞;垂直轴磁悬浮风力发电机的轴承与叶片的研究[D];华东理工大学;2012年
8 刘万涛;主动磁悬浮轴承技术研究[D];沈阳工业大学;2012年
9 王璐;磁浮列车紧急供电系统的工程化设计[D];浙江大学;2006年
10 张江华;高温超导磁悬浮轴承数值计算与实验[D];西南交通大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 全书海,彭春山;仿人智能控制在磁悬浮轴承轴向控制系统中的应用[J];华中师范大学学报(自然科学版);2003年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 冯恒;磁悬浮轴承系统仿真研究[D];南京航空航天大学;2010年
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7 田陈鑫;立式飞轮电池磁悬浮轴承μ控制器设计与仿真[D];浙江工业大学;2012年
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10 章淑锳;磁悬浮轴承柔性转子系统的H_∞控制研究[D];南京航空航天大学;2011年
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