摘 要

本文针对盘式磁悬浮电机的测试平台进行设计，首先本文叙述了磁悬浮电机国内外的发展前景以及发展趋势，紧接着对磁悬浮的原理及电机的应用进行了阐述。在了解相关背景及内容的前提下，本文展开了盘式磁悬浮电机测试平台的设计。该设计主要分为两大部分，第一部分为夹持部分设计，其主要用途为磁悬浮电机测试过程中位于实验平台上的安装夹持、定位以及传感器在实验平台上的安装；第二部分为信号处理部分，主要内容是设计电机相关参数的获取方法和获取相关信号的处理问题，通过检测出的数据来判断电机是否符合产品需求，以此来实现该测试平台的需求。

关键词：磁悬浮电机；八爪卡盘；传感器；信号电路；

Abstract

This paper describes a test system design of magnetic levitation motor.Firstly,the development prospect and trend of magnetic levitation motor at home and abroad are described.Secondly,this paper elabroates the principle of magnetic levitation and the application of motor.On the premise of understanding the relvant background and content,this paper develops the design of the relevant magnetic levitation motor test system.The content of the design is divided into two parts.The first part is the design of the clamping part,which is mainly used for the installation of the magnetic levitation motor on the and the sensors on the experimental platform.The second part is signal processing,which is mainly about the acquisition of the relevant paramenters of the motor and the processing of obtaining the relevant signals data to determine whether the motor meers the product requirements.These could achieve the requirements of the test platform.

Key Words：magnetic levitation moto；eight jaw chuck；signal conditioning circuit

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的和意义 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3 研究的主要内容及方案 2

1.3.1主要研究内容 2

1.3.2采用的技术方案 2

第2章 磁悬浮相关理论介绍 4

2.1 磁悬浮技术原理与发展 4

2.2 磁悬浮电机的原理 5

2.3 磁悬浮电机测试平台的原理 6

第3章 磁悬浮电机测试平台夹持部分设计 7

3.1 选定盘式磁悬浮电机的参数 7

3.2测试平台夹持部分设计 9

3.2.1齿轮与涡旋盘设计 10

3.2.2其他零部件设计 16

3.2.3总体装夹部分设计 18

第4章 磁悬浮电机测试平台信号处理部分设计 20

4.1 传感器的选型设计 20

4.2 信号处理电路设计 22

第5章 总结 25

参考文献 26

致 谢 27

1. 绪论
   1. 研究的目的和意义

随着磁悬浮电机的不断发展和相关理论的完善，国内外磁悬浮电机应的用范围也逐渐扩大。磁悬浮电机的应用从最初电子工业领域和化工领域延伸到轨道交通及生命工程等领域。由此可见，今后磁悬浮电机的不断发展与应用领域的扩大将会提高磁悬浮电机的市场占有与行业需求。

相较于传统电机，磁悬浮电机的运用可以改善电机使用性能，例如：可以达到较高转速、减少电机运行的机械损耗、减轻电机运行产生的振动、提高电机的使用寿命等。而且磁悬浮电机比传统电机更加高效节能，日常维护费用低，能够减少应用领域的维护成本。由于磁悬浮电机具有传统电机不具备的优势，现如今磁悬浮电机的应用领域与生产规模也逐渐扩大。磁悬浮电机在生产过程中的性能检测也尤为重要，近些年磁悬浮电机的相关测试主要是针对磁悬浮轴承的检测。其主要内容是对磁悬浮轴承的转子位置进行检测。通常在检测过程中，受到结构的限制，导致位移传感器不能安装在磁悬浮轴承中间，因此难以使用传感器进行检测，大多使用反电动势过零点检测法对转子位置进行检测^[13]。但是此方法需要进行深度滤波，会使得电机的使用性能变差。在磁悬浮电机的检测的研究中，通过对电机的转速测量可以得出电机的转差率，是电机的重要质量指标，因此本次课题主要研究盘式磁悬浮电机的转速测试平台。

本次课题研究的目的是为了更好地解决磁悬浮电机在生产过程中的问题。磁悬浮电机的应用没有传统电机广泛的原因在于磁悬浮电机的制造要求高，同样生产成本相对于传统电机来说也会大大提高。但是磁悬浮电机的优势在于其可以弥补传统电机噪音大、有一定机械损耗、较难达到高转速的不足。对于电机来说，其性能的好坏决定了电机的产品质量。本次课题的研究重在解决电机产品质量检测的问题。开发电机测试平台对磁悬浮电机的性能进行测试，重点放在磁悬浮电机转速的测试上，通过检测电机运行时转速来判断是否符合其产品需求。

1.2 国内外发展现状

本次课题搭建的实验平台大体包括夹持和信号处理两部分。现如今随着机械工业向着高、精、尖的方向发展，夹持装置为适应于多种多样的生产零部件，朝着柔性化和标准化的方向发展。

夹持装置的柔性化是要求夹具可通过调整组合夹持元件的方式以适应不同的工艺，这样生产过程中对于夹具的总体需求量会有所减少，使用过程中也更加便捷。在今后较长的一段时间内，装夹装置的柔性化将是今后主要的发展方向。

夹持装置的标准化是指在制造其典型结构的基础上，对夹持元件和其中使用的部件进行通用化处理，建立与其相关的标准尺寸系列或者相关变形。标准化可减少相近功能夹持元件的使用，并且可以舍弃部分使用性能较低的结构。目前国内外都有一系列通用的标准，标准化的发展趋势将会减少夹持装置的生产成本。

本次设计的主要内容除了夹持装置的设计还有传感器的选型设计。传感器技术主要应用于工业生产、汽车制造、电子工业和其他相关专用设备中，其中仅工业生产就占据了市场份额的三分之一，可见传感器技术作为获取信息的重要手段具有巨大的应用潜力与广泛的开发空间。