主动电磁轴承转子系统振动模态的分析研究

概要介绍了电磁轴承支承下多质点柔性转子振动模态计算分析方法 ,对一套低温制氧高速透平膨胀机的电磁轴承转子系统的振动模态进行了分析 ,阐述了电磁轴承转子系统振动模态与传统油膜轴承转子系统振动模态的不同之处 ,指出了振动模态分析对电磁轴承系统传感器安装位置设计的重要性 ,及传感器安装位置的设计原则。     

电磁轴承动刚度的自动测量

针对电磁轴承动刚度难以测量的问题,构建了一套简单的刚度测量系统用来自动测量电磁轴承的动刚度。该系统采用电磁轴承的数字控制器、功放、电磁铁作为激振器,电磁轴承的电涡流传感器作为拾振器,自行研制的测量分析系统作为测量分析工具。给出电磁轴承动刚度的测量结果。测量结果表明,该系统能较准确测量电磁轴承的动刚度。此测量系统还可以用于其他轴承刚度的测量,也可用于系统辨识。     

电磁轴承系统位移传感器的分析与研究

讨论了位移传感器对电磁轴承系统控制精度的影响,在此基础上提出一种差动电感式位移传感器的设计方案,通过试验验证,这种传感器使电磁轴承系统的结构简单化,提高了系统的稳定性,对进一步研究电磁轴承系统具有很重要的参考价值。     

降低电磁轴承系统中位置测量误差方法

在电磁轴承系统中，位置测量误差直接影响着系统性能。通过采用最小二乘原理设计了位移测量误差加权校正公式FKS3／5，该公式在电磁轴承系统动态测量过程中满足了系统对实时性要求，提高了位移测量精度。仿真分析表明，该算法有效地降低了系统位置测量误差，提高了系统动态性能。     

电磁轴承多传感器故障诊断研究

分析了电磁轴承多传感器故障的基本特征，提出了电磁轴承多传感器故障诊断方法——基于序列变量的多值逻辑代数方法。给出了该多值逻辑代数的定义，列举了常用定理，举例说明了推理过程。以该多值逻辑代数为指导，分析了电磁轴承多传感器故障诊断过程。对于出现了参数漂移的传感器，指明了克服参数漂移的修正措施。     

主动磁浮轴承

主动磁浮轴承是一种利用电磁力使轴承稳定悬浮起来且轴心位置可以由控制系统控制的一种新型轴承。它包括位移传感器、控制器、功率放大器和电磁作动器。其工作原理是：位移传感器用于监视轴的位置，并将信息传人控制系统，控制系统确定必要的控制信号，并将控制信号送人功率放大器，转变为电磁作动器的增大电流，使旋转轴位于轴承作动器中心。     

电磁轴承刚度阻尼自动测试

针对电磁轴承刚度阻尼难以测量的问题,设计一套电磁轴承刚度阻尼测试系统,实现电磁轴承刚度、阻尼的自动测量.该系统激振器由自行研制的LabVIEW测试系统产生,电磁轴承传感器作为拾振器,自行研制的测量分析系统作为测量分析工具.给出电磁轴承的刚度和阻尼测量结果.根据本系统获得的电磁轴承支承转子的刚度、阻尼特性,对控制器的优化设计以及转子模型的优化设计有一定的指导意义.由于电磁轴承具有可控刚度和阻尼特性,因此可利用等效刚度和等效阻尼概念选择控制系统参数,简化设计过程.对实验室的样机台架进行具体分析,证实这种方法可行.分析结果还表明,若控制参数选择合理,将获得令人满意的减振效果.     

高温超导和常导的混合磁悬浮轴承系统机理研究

针对常导绕组悬浮功率大,悬浮气隙小,转子加工精度高的缺点,以及由于受电流变化率的限制,单独采用高温超导线圈的悬浮系统不能实现稳定悬浮的问题,提出基于高温超导和常导的混合磁悬浮轴承系统,并结合电磁绕组工作原理,采用自感式位移自检测系统以替代专门的位移传感器,降低了系统制造成本.此外,由于系统是典型的非线性系统,故采用模糊自整定PID控制,提高系统的动静态性能.     

电磁轴承系统的电气系统研究

介绍了电磁轴承系统的基本结构,结合一具体电磁轴承系统,结合出了其电气子系统设计,包括ＰＩＤ控制器和ＰＷＭ型功率放大器的设计。着重讨论了ＰＷＭ型开关功率放大器在大功率电磁轴承领域的应用。     

基于LQG与LMS的电磁轴承系统振动控制研究

电磁轴承传统的PID控制器鲁棒性不足,对不平衡振动难以有效抑制,针对这一问题,开展了基于线性二次型高斯(LQG)控制与最小均方(LMS)算法的电磁轴承转子系统振动控制研究.首先,基于有限元方法建立了转子系统模型,并对模型进行了降阶;随后,考虑传感器与功率放大器模型及参数的影响,与转子系统模型耦合,建立了系统的综合模型,...     

电涡流传感器动态响应特性研究

为了提高磁悬浮轴承高频电主轴控制系统中电涡流传感器的动态响应特性,针对恒频调幅式电涡流位移振动传感器,分析了电涡流传感器的基本结构和工作原理,建立了电涡流传感器检测电路数学模型,分析了电涡流传感器动态响应特性与检测线圈谐振回路品质因数 Ｑ 的关系,提出了对电涡流传感器动态响应特性在不影响灵敏度和线性测量范围的情况下进行线性校正的方法,从而使电涡流传感器幅频响应带宽提高一倍甚至几倍以上,相位角的滞后量也可以大大减小,充分满足了对磁悬浮轴承高速转子进行位移和振动的非接触性监测的需要。     

差动变压器式位移传感器及其在磁悬浮轴承中的应用

针对差动变压器式位移传感器的性能及其在磁悬浮轴承中的应用,理论分析传感器与磁悬浮轴承转子之间加入不同隔层时对传感器输出的影响;对传感器进行静态和动态标定,并将其应用于2自由度和5自由度磁悬浮轴承试验台进行静态和动态悬浮。研究结果表明：该传感器测试范围在–0.5～＋0.5 mm时,线性度可达±1.38%,灵敏度为20.18 mV/μm,截止频率在800 Hz左右;理论分析加入非导磁隔层不影响传感器性能,但实际中涡流、漏磁等多方面原因将影响传感器的静动态性能;在2自由度试验台上实现磁悬浮转子2自由度的静态悬浮,不加入隔层时转子的静态位移振动峰峰值小于5 μm,加入隔层时转子的静态位移振动峰峰值小于10 μm;在5自由度试验台上实现了磁悬浮转子的高速旋转,转速为30 kr/min,不加隔层时转子两端的径向振动峰峰值为25 μm,加入隔层时转子两端的径向振动峰峰值为25 μm,但波形没有不加隔层时规则。研究结果为差动变压器式位移传感器的设计,并将其应用于磁悬浮轴承系统中提供一定的理论和试验基础。     

电涡流传感器性能优化关键技术

电涡流传感器因具备无损检测、非接触测量等优异特性,广泛应用于工业生产等各领域中的微量位移测量、导电介质缺陷检测以及设备运行状态监测。然而,受限于线圈结构参数优化、检测电路创新设计和测量误差动态补偿等技术瓶颈,现有电涡流传感器普遍存在灵敏度欠佳、线性度不足、突变温度场下检测精度亟待提升等突出局限,直接制约着其在各类极限环境下高精度检测领域的推广应用。为此,在深入剖析和系统总结国内外电涡流传感器研究与应用现状的基础上,聚焦线圈结构、检测电路以及误差补偿方法,重点探讨了优化其核心性能的基本原理与关键技术,并对相关研究的发展趋势进行了初步构想与展望,以期为多维度提升传感器性能、根源促进其发展应用提供有效借鉴。     

电涡流式钢板在线测厚系统设计

介绍涡流传感器的基本原理,论述涡流传感器应用于钢板厚度在线测量的原理、调节系统的设计以及传感器安装间隙的确定。并简要说明了单片机系统结构及其软件设计方法。     

基于电涡流位移传感器列车行驶速度在线测量的方法

电涡流传感器是基于电涡流效应,将非电量转换为线圈阻抗的变化进行测量的。它具有体积小、灵敏度高、动态响应快和非接触测量等优点,目前广泛应用于电力、石化、机械、冶金等行业。本文提出一种基于电涡流位移传感器在线测量列车行驶速度的方法。通过对电涡流位移传感器输出原始脉冲信号处理,最后得到当车轮经过测量装置时只捕获到唯一的信号,根据两个电涡流位移传感器信号上升沿计算得到列车的行驶速度。     

基于COMSOL Multiphysic电涡流传感器的仿真和设计

电涡流探头是电涡流传感器的核心部件。本文从电磁场理论出发,通过二维有限元法构建电涡流探头模型,运用COMSOL Multiphysic软件对电涡流探头的电磁特性进行仿真,研究线圈结构对电涡流传感器性能的影响。依据仿真设计一种反射式环形结构电涡流传感器探头,并进行实验验证。     

磁悬浮转子系统中涡流传感器的工作特性研究

根据涡流位移传感器的工作原理及其在磁悬浮转子系统中的应用,介绍磁悬浮转子的工作环境以及对传感器的影响,分析涡流传感器在变化磁场环境下的误差来源以及表现形式,设计实验并测试了涡流传感器在变化磁场环境中的工作特性。实验结果表明:磁力轴承的变化磁场以及磁滞特性也是影响涡流传感器测量精度的一个重要原因,磁悬浮转子检测系统需要考虑磁场环境对测量精度的影响,对进一步提高磁悬浮转子的控制精度具有重要的参考价值。     

柔性差测量科赫分形涡流传感器内部裂纹检测

柔性涡流传感器由于其可变形性有望被用于复杂形貌结构的无损检测。 柔性科赫分形涡流传感器由于其局部微结构 对涡流的调理效果,对各方向短裂纹检测性能的一致性较高,但该传感器对于近表面及内部裂纹的检测还未展开研究。 构建了 差测量传感器的等效电路模型;通过仿真方法研究了涡流分布随深度的演化规律;通过试验方法,研究了传感器对覆盖不同厚 度铝板预制裂纹试块的检测效果。 有限元结果表明,随着深度的增加,涡流密度减小,集中性降低,分布的形态与其在表面差异 越来越大,形态由雪花状向圆形演化。 试验结果表明,传感器输出信号随着覆盖层厚度的增加而减弱;当激励频率为 10 kHz 时,传感器可检测到裂纹时覆盖铝板最大厚度为 2. 0 mm。     

基于虚拟仪器的转子轴心运动轨迹测试系统

针对旋转机械故障的特征,运用电涡流传感器和虚拟仪器构成轴心运动轨迹测试系统,在转轴同一横截面上安装2个相互垂直的电涡流位移传感器,同时采集2个传感器传入的水平和垂直信号;将2路信号叠加并在XY Graph控件显示出转子轴心运动轨迹图。利用故障的特征信息判断旋转机械转子运行状态和进行故障诊断。