基于虚拟仪器的磁悬浮轴承的故障诊断系统设计文献综述
2020-04-10 16:30:57
文 献 综 述
1.磁悬浮轴承简介
磁悬浮轴承(Magnetic Bearing) 是利用磁力作用将转子悬浮于空中,使转子与定子之间没有机械接触。其原理是磁感应线与磁浮线成垂直,轴芯与磁浮线是平行的,所以转子的重量就固定在运转的轨道上,利用几乎是无负载的轴芯往反磁浮线方向顶撑,形成整个转子悬空,在固定运转轨道上。与传统的滚珠轴承、滑动轴承以及油膜轴承相比,磁轴承[1]不存在机械接触,转子可以运行到很高的转速,具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点,特别适用于高速、真空、超净等特殊环境中。磁悬浮事实上只是一种辅助功能,并非是独立的轴承形式,具体应用还得配合其它的轴承形式,例如磁悬浮 滚珠轴承、磁悬浮 含油轴承、磁悬浮 汽化轴承等等。
磁悬浮轴承也称电磁轴承或磁力轴承,是利用磁场力将转子无机械摩擦、无润滑地悬浮在空间的一种高科技机电一体化产品,在航空航天、涡轮机械、真空技术以及机床等领域有广泛的应用前景[2]。但由于其工作转子高速旋转,转子的可靠性、安全性、稳定性,阻碍了其在工业上的进一步应用。为了解决这些问题,开展对磁悬浮轴承进行状态监测与故障诊断研究工作以确保磁力轴承正常运行己经迫在眉睫[3]。
2.磁悬浮轴承机械故障分析
磁悬浮轴承的故障诊断是一项复杂的工作,涉及到很多方面,本课题只针对磁悬浮轴承的机械故障进行研究。磁悬浮转子在理想情况下其寿命是无限的,但由于磁力轴承的实际工作环境及应用场合,磁悬浮转子、定子线圈、辅助轴承可能会造成一定程度的损坏。磁力轴承机械部分故障[4]主要有:
(1)磁悬浮转子变形
(2)辅助轴承损坏
(3)磁力轴承定子线圈损坏
(4)基座松动