王丛涛，郭 辉，孙 凤

(沈阳工业大学 机械工程学院,辽宁 沈阳 110870)

0 引言

磁悬浮轴承是一种利用可控磁力将转子悬浮于空中，使定子与转子之间实现无接触支承的一种新型高性能轴承。从产生磁力的方式上划分，磁悬浮轴承可划分为三大类，即主动磁悬浮轴承(Active Magnetic Bearing，AMB)、被动磁悬浮轴承(Passive Magnetic Bearing，PMB)和混合磁悬浮轴承(Hybrid Magnetic Bearing，HMB)[1]。其中，主动磁悬浮轴承是基于闭环反馈控制的典型机电一体化产品，由于主动控制的存在，使得主动磁悬浮轴承具有刚度和阻尼可控、可补偿转子不平衡振动等特点，因此在工业应用中最为广泛，目前其主要应用于透平机械[2]、机械加工[3]、航空航天[4,5]、人工心脏[6,7]、核能发电[8]等领域。

而在旋转机械中，由于材料均匀性、加工误差等原因，再加上高精度的动平衡成本高昂，使得转子存在不平衡量成为普遍现象，不平衡量是引起旋转机械振动的主要原因。由于磁悬浮轴承的支承刚度相对较小，转子的不平衡量随着转速的增加，离心力增大，轴承所产生的电磁力并不能完全约束转子绕其几何对称轴旋转，而是限制转子绕其惯性主轴和其几何主轴之间的某一未知轴线旋转[9]。其中，旋转轴偏离几何轴产生不平衡位移，使系统产生振动位移，导致转子的径向跳动增大；转轴偏离惯性主轴产生不平衡力，使系统产生振动力，从而降低整个系统的稳定性。如何对不平衡振动进行抑制，已经成为主动磁悬浮轴承向更高转速发展的主要障碍。而自动平衡补偿控制便是针对后者的一种主动抑振控制方法。……