首先分析了磁力軸承支承剛度與其結構參數以及控制參數的關系，然后計算了磁力軸承的線性支承剛度。在此基礎上，建立了磁懸浮鼓風機轉子系統(tǒng)的動力學方程，采用傳遞矩陣法計算了該轉子的臨界轉速與振型，研究了該轉子的臨界轉速與磁力軸承支承剛度的關系，并對位移測量位置的合理性進行了分析。計算結果及相關結論將為磁力軸承和傳感器的布置以及控制系統(tǒng)的設計提供重要依據。利用該計算方法，設計研制的磁懸浮鼓風機已成功投入工業(yè)運行。
磁懸浮轉子利用不接觸的可控電磁力將轉子懸浮在磁場中，實現轉子的無機械接觸、無磨損和無潤滑的運轉，具有定位精度高、適應轉速范圍廣(幾萬~十幾萬轉/分)等一系列優(yōu)點而廣受關注。準確計算轉子系統(tǒng)的臨界轉速，對于采用磁力軸承支撐的高速鼓風機來說尤為重要。
磁力軸承的支承特性對轉子的動力學特性有重要的影響。對于磁力軸承，通過選擇合適的靜態(tài)偏置電流和控制系統(tǒng)的參數，總可以使得電磁力與轉子的微小位移成近似線性關系，利用成熟的線性控制方法就可以使被控轉子獲得優(yōu)良的性能，可以通過系統(tǒng)控制參數的選擇來控制磁力軸承的動態(tài)特性[1-4]，即提供合適的支承剛度和阻尼。磁力軸承的控制器根據傳感器檢測出的位移變化進行控制，因此磁力軸承和位移傳感器不能布置在本征振型的節(jié)點上[5-6]。將傳感器安裝在磁軸承內是比較困難的，所以磁軸承的傳感器和磁力軸承不在一個位置。如果轉子的本征振型的節(jié)點處于傳感器和磁軸承之間，將出現反作用反饋，就可能導致磁軸承系統(tǒng)失穩(wěn)，根據振型合理布置傳感器是必須的。所以準確計算磁懸浮鼓風機轉子臨界轉速和振型是非常必要的。
轉子的臨界轉速計算大多采用傳遞矩陣法和有限元法[6-10]，目前傳遞矩陣法占據主導地位。本文在分析磁力軸承支承特性的基礎上，采用傳遞矩陣法計算轉子的臨界轉速和振型，根據振型分析位移傳感器布置位置的合理性。計算中考慮了磁力軸承的支承剛度在一定范圍內變化時對臨界轉速的影響。
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