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Design and Control of Multicoil Active Magnetic Bearing System for High-Speed Application

磁力轴承 转子(电动) 电磁线圈 磁悬浮 方位(导航) 工程类 执行机构 有限元法 悬浮 磁铁 计算机科学 控制理论(社会学) 机械工程 电气工程 控制(管理) 人工智能 结构工程
作者
Sukanta Debnath,Upama Das,Pabitra Kumar Biswas,Belqasem Aljafari,Thanikanti Sudhakar Babu
出处
期刊:Energies [MDPI AG]
卷期号:16 (11): 4447-4447 被引量:8
标识
DOI:10.3390/en16114447
摘要

In the rotating machinery sector, active magnetic bearing (AMB) has drawn great attention due to its benefits over the conventional bearing system. The high-speed technology is enhanced by AMBs, which also reduce maintenance costs and eliminate friction loss. This paper presents a unique, simpler, efficient design and hardware implementation for high-speed applications using two-coil I-type active magnetic bearings. To maintain the 10 mm air gap between the actuator and the rotor, two categories of controllers have been designed for the proposed system to control the position and another for detecting the coil current through the power amplifier. The AMB system is incorporated into a 3D finite element model for determining magnetic properties. The magnetic analysis is then carried out under various situations, and the attractive force characteristics have been evaluated for this suggested system to check the performance of the multicoil AMB system along with the stability analysis. The system is designed and simulated in MATLAB Simulink and implemented in hardware to validate the different outputs viz. position response and current response. Finally, an AC magnet is designed to rotate the rotor after the levitation, and a higher speed of 19,643 rpm is achieved in comparison to conventional bearings, which can be utilized in different industrial applications.
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