磁浮軸承應用

磁浮軸承系統

研究人員:吳政勳

何謂磁浮軸承?
「以磁性力完全非接觸式支持旋轉體的軸承」
廣義上包含:支持直線運動物體的軸承
      局部有機械性接觸的軸承

近幾年來,有關磁浮的技術被廣泛的發展並已應用到現代化的工業中,例如磁浮軸承、磁浮運輸系統等等。由於磁浮系統的幾項特性,諸如低噪音、低功率消耗(無摩擦)、高速、潤滑問題的減少等,使得人們開始注意到此技術並產生極大的興趣,更進一步從事學術上的研究以及工業上的實際應用。

本系統主要研究的是可掏永磁式電磁鐵在磁浮軸承系統上的應用。從磁浮原理、機械結構,終至於控制器的設計與實現,本論文提出一有系統的設計程序,並將研究重點擺在「近零功率消耗」及「準確的位置控制」上,最後並計劃使磁浮轉軸能在高速中穩定運轉。

在控制技術上,首先先以以一傳統 PID 控制器作模擬,並將其實現到真實系統中。本系統的控制器是以模糊控制器(Fuzzy controller)為設計的重點,最後透過一部 586 個人電腦及一塊 12-bits 之 AD/DA 介面卡實現於真實的磁浮軸承系統上。

磁浮軸承的優缺點
優點:
  1. 全無或極少摩擦、磨耗問題。
  2. 可超高速旋轉。
  3. 震動、噪音極少。
  4. 不需潤滑油,可在特殊環境下使用。
    (如高溫、低溫、真空中等)
缺點:
  1. 價格昂貴。
  2. 停電時,控制裝置故障需有對策。
磁浮軸承展示

磁浮軸承機構圖

磁浮軸承實際展示圖

磁浮軸承懸浮狀況之特寫

研究成果
著作:國立交通大學控制工程系碩士論文
   以個人電腦為基礎之模糊控制磁浮軸承系統
   PC-based Magnetic Bearing System Using Fuzzy Control
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