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本文以高精度超导磁悬浮转子为研究对象，重点研究了超导磁悬浮转子在低温、高速旋转状态下的变形及平衡试验。超导磁悬浮转子的圆度误差和质量偏心使转子产生振动并引起漂移，影响超导悬浮系统的精度。因此，超导磁悬浮系统的高精度要求转子在高速旋转的工作状态下有较小的非球形变形和质量偏心。 首先，分析了超导磁悬浮转子非球形变形及其对超导磁悬浮系统的影响。接着介绍了特殊结构的高精度超导磁悬浮转子——具有中心柱和圆端面，通过CREO建立超导磁悬浮转子的机械模型，利用ANSYS对超导磁悬浮转子进行有限元仿真。分别考虑温度、转速载荷引起超导磁悬浮转子的变形，得出温度、转速和变形量之间满足的函数关系。结合超导磁悬浮转子结构的特殊性，分析仿真结果得出转子特有的变形规律:由于上半圆端面对转子的支撑作用，上半转子的变形量幅值小于下半转子的变形量幅值;变形量幅值随着转速的增大而增大;温度不影响转子的球度，但产生的变形量比转速的变形量大。为了使实际工作环境下的超导磁悬浮转子为理想圆球，本文对类球形超导磁悬浮转子的设计方法进行了讨论。 其次，分别分析了超导磁悬浮转子的轴向和径向质量偏心及其对系统的影响，轴向偏心作用下转子产生漂移，径向偏心下转子产生侧摆运动。推导了气浮增重片法测量质量偏心的基本原理，针对质量偏心较大时转子偏转角不可测量的情况，利用求解关于偏转角和质量偏心的二元一次方程组，间接求得转子的质量偏心。同时，对气浮摆动法测量转子质量偏心的可行性及其关键技术进行了研究。 最后，本文介绍了气浮试验平台，并利用合理的增重片测量转子在质量偏心作用下的偏转角，计算出转子质量偏心的大小。为了简化传统画线测量偏转角过程中的复杂操作，引入对刀仪试验平台测量转子偏转角，提高了试验的自动化和智能化水平。分析了气浮增重片法中的试验误差，并将两种测量偏转角方法的试验结果进行对比，验证了试验的可重复性和可靠性。 本文开展的高精度超导磁悬浮转子的平衡理论及试验研究，主要针对超导转子的圆度误差和质量偏心进行仿真和平衡试验，对类球形超导磁悬浮转子的设计、超导磁悬浮系统精度的提高具有重要意义。