黄振跃，魏杰，朱熀秋

(江苏大学 电气信息工程学院,江苏 镇江 212013)

磁悬浮轴承(简称磁轴承)是利用电磁力将转子悬浮于空间，实现转子和定子之间无机械接触的一种新型轴承，因此其具有无摩擦、无磨损、不需润滑及密封、高速、高精度及长寿命等优点，改变了传统的接触支承形式[1]。按功放控制电流类型分类，可将磁轴承分为直流式与交流式。直流式磁轴承功率放大器价格高，体积大,一个径向磁轴承通常需要四路单极性功率放大电路[2-4]；而交流式磁轴承采用交流三相功率逆变器给控制线圈绕组提供励磁电流，一个三相功率逆变器就可完全控制径向两个自由度，且三相逆变器应用技术成熟、价格便宜、体积小巧，采用矢量控制策略，易于控制系统软件的编程与移植，从而整体上减小了磁轴承控制系统成本[5-8]。因此，交流式磁轴承在磁轴承电主轴系统、无轴承电动机、高速飞轮储能系统等需磁悬浮支承的高速运动场合具有很好的应用前景。

1 交流磁轴承系统组成及其基本原理

一个刚体在空间的运动包括平动和转动，共6个自由度[9]。文中描述的主动磁轴承的状态是绕主轴即z方向转动，从而需对余下的5个自由度进行控制，这就要求有两个径向轴承(各负责x，y两个方向)和一个轴向轴承(负责z方向)，由此构成一个完整的电磁轴承系统。

这里以一个交流两自由度混合磁轴承为例来说明其工作原理[7-8, 10]。图1为交流两自由度混合磁轴承的工作原理图。……