36、转子 - 主动磁轴承系统建模及密封性能研究

转子 - 主动磁轴承系统建模及密封性能研究

1. 转子 - AMBs 系统建模

1.1 转子 - AMBs 系统整体结构

转子 - AMBs 系统可分为三个部分：转子模型、电子控制系统模型和接口接触模型。径向磁轴承的结构中，传感器测量转子相对于参考位置的位移，微处理器作为控制器根据测量值导出控制信号，功率放大器将控制信号转换为控制电流，控制电流在驱动磁铁中产生磁场，从而产生磁力使转子保持悬浮位置。

1.2 转子有限元建模方程

运用 Bernoulli - Euler 梁理论对转子进行有限元建模，转子 - AMB 机电模型方程如下：
[
M_R\ddot{q} + (C_R + \omega G_R)\dot{q} + K_Rq = T_T^a f_a + T_T^u f_u
]
其中，$M_R$、$C_R$、$G_R$ 和 $K_R$ 分别代表转子的质量矩阵、阻尼矩阵、陀螺矩阵和刚度矩阵，$\omega$ 是旋转频率，$f_a = [F_{ax} F_{ay} F_{bx} F_{by}]$ 表示 AMBs A 和 B 在 x 和 y 方向产生的电磁力向量，$T_a$ 是 AMB 节点的传递矩阵，$f_u$ 表示 x、y 方向的不平衡力向量，$T_u$ 是不平衡质量节点的传递矩阵，$q$ 是 Cardan 描述下的系统位移和角度向量。

1.3 径向磁力模型

径向磁力被建模为广义外力，在平衡点附近，磁力可近似表示为：
[
f_a =
\begin{bmatrix}
F_{AMB,Ax} & F_{AMB,Ay} &