电磁轴承冷却优化研究

随着大功率电磁轴承在工程中的广泛应用,其产生的能量损耗越来越大,加之电磁轴承内部结构紧凑,散热较为困难,对电磁轴承的冷却提出了更高要求,有必要对电磁轴承开展冷却优化研究.本文以冷却散热为目的,采用不同冷却方案对某工程项目所用电磁轴承进行了冷却优化,基于仿真计算的方式,对电磁轴承的温度场进行了仿真分析,并根据仿真与试验结...     

基于微机的200Wm核供热堆仿真系统PCNHR1.0的研究

为了使更多的技术人员形象地了解低温堆供热站的原理 ,在国际原子能机构的支持下 ,清华大学核研院研究开发了基于微机的 2 0 0Mw低温核供热堆仿真系统。它采用两回路、一维漂移流热工水力学模型 ,点中子堆物理以及控制系统模型。能对核供热堆的稳态运行、瞬态过程和事故进行仿真 ,仿真精度接近系统分析结果。在奔腾或以上的微机上 ,WIN DOWS95 /98/NT操作系统下 ,能对过程进行实时仿真 ,而且大多数过程能达到 10倍以上超实时。软件采用VisualC+ + 和FORTRAN混合语言编程 ,运用先进的多线程编程模型、进程通讯和进程控制技术实现了耦合计算和同步控制。     

电磁轴承保护轴承在线衰退评估研究

保护轴承是电磁轴承结构的最后一道安全屏障。由于拆机检查成本较高,且因为保护轴承的特殊性,拆机后单独对保护轴承检查难以判断其还能否继续工作,迫切需要一种在线评估方法。本文首先开展电磁轴承高速跌落试验,直到某型号保护轴承完全失效。记录每次高速跌落前转子低速跌落过程中的位移数据。基于上述数据,分别应用多尺度排列熵、马氏距离、多尺度模糊熵等方法,研究保护轴承随着高速跌落次数增加的衰退规律。研究发现,应用多尺度模糊熵指标可反映多次高速跌落后保护轴承性能的衰退,实现对保护轴承性能在线评估。马氏距离指标也可用于辅助判断,但效果不如多尺度模糊熵方法。而多尺度排列熵指标不适合这一应用。     

电磁轴承支承柔性转子模型测试与辨识

电磁轴承具有无摩擦、不需润滑、可长时间高速运行等优点,广泛应用于高速旋转机械、特殊工作环境旋转机械等领域。电磁轴承系统的数学模型对于系统分析和控制器设计具有重要意义,但受各种因素影响,计算模型误差较大,往往不能满足设计调试要求。因此,现场测试是获取系统模型的重要手段。提出一种电磁轴承支承的柔性转子的测试与建模方法,该方法通过正弦扫描试验获取闭环系统频响模型,通过变换得到开环频响模型,然后通过辨识得到转子传递函数模型,并在实际系统上验证了提出的方法。     

一种磁力载荷模拟器的设计和研究

在研制10MW高温气冷堆氦气透平发电系统(HTR-10GT)过程中,需开展透平压气机转子的动力学性能试验。为了模拟透平压气机转子在运转过程中受到的气动力和不平衡力,需对转子施加一定载荷。本文介绍了一种磁力载荷模拟器的设计,该载荷模拟器采用与磁力轴承相似的技术,通过电流产生磁力直接在模拟转子上加载轴向和径向载荷。磁力载荷模拟器包括轴向载荷模拟器和径向载荷模拟器两部分,轴向气动力载荷用轴向载荷模拟器模拟,叶片气动周向力载荷和不平衡力离心载荷用径向载荷模拟器来模拟。轴向载荷模拟器可施加载荷设计值为10kN,径向载荷模拟器载荷设计值为715N,气隙均为1mm。通过分析计算,磁力载荷模拟器完全可满足本试验中的加载要求。同时,磁力载荷模拟器可灵活加载,在线加载,快速改变载荷大小和形式,为电磁轴承的应用开发了一个新领域。     

HTR-10 GT辅助轴承保持架振动特性研究

在10 MW高温气冷堆氦气汽轮机发电系统(HTR-10 GT)中,辅助轴承作为磁力轴承支承失效后转子的辅助支承装置,是整个转子系统最重要的安全保障.针对辅助轴承的工作特点,采用有限元方法进行了建模分析,研究了辅助轴承中保持架的离心应力和自由振动特性,讨论了不同结构参数对保持架振动特性的影响.结果表明,保持架上的最大离心应力发生在侧梁中点处;在辅助轴承工作状态下,较易引发低频的振动模态;对保持架尺寸以及兜孔数的合理选择有助于提高保持架的性能.     

滚动-滑动一体式辅助轴承初步仿真研究

辅助轴承主要用于电磁轴承失效时的临时辅助支承,滚动轴承和滑动轴承是常用的辅助轴承,但滚动轴承存在承载能力低,滑动轴承存在摩擦较大和难以控制发热等问题。通过总结新型辅助轴承的研究现状,提出一种新型滚动-滑动一体式辅助轴承设计方案,并利用有限元方法及分析软件LS-DYNA,对其承受冲击载荷及转子运行状态进行初步仿真研究。仿真结果表明:滚动滑动一体式辅助轴承相比普通滚动轴承能有效降低转子跌落期间高速转子对辅助轴承的冲击;在假设转子平衡状态下,初始转速对新型滚动滑动一体式辅助轴承跌落冲击力的影响不是很大,对跌落反弹高度影响较大;静摩擦因数对转子跌落运动状态和转子跌落最大冲击力影响较小。     

日本核能公众接受性的变化

从风险认知和风险接受性两个方面,分析了20世纪90年代以后核能在日本的公众接受性的变化过程。     

外转子储能飞轮结构优化设计研究

储能飞轮属于功率型储能技术,利用现代电力电子技术,实现电能与飞轮动能之间的转化。飞轮储能系统利用上、下主动电磁轴承将飞轮旋转体处于无接触悬浮。选择一种阶梯变截面近似等应力转子金属材料飞轮,以获得更高的储能密度,在高形状系数与加工制造难度之间合理优化。针对此飞轮进行强度以及转子动力学分析,此一体化外转子飞轮方案可有效解决飞轮转子轴向长度影响转子动力力学特性并将导致飞轮储能系统结构紧凑性欠佳的问题。     

HTR-10磁力轴承氦风机辅助轴承承载特性分析

基于Hertz接触理论,提出一种由转子轴心位移数据推算球轴承内部接触应力以及外部载荷的计算方法,将其应用于HTR-10磁力轴承氦风机转子跌落实验,并分析转子跌落后不同阶段辅助轴承的承载特性。结果表明,辅助轴承能很好地抵御转子跌落产生的轴向冲击,不会在辅助轴承内部产生严重的塑形变形,对辅助轴承工作性能不会产生影响。另一方面,转子的回转运动以及初始急加速时内圈上的热积聚是转子惰转过程中辅助轴承径向载荷的主要来源,也是导致辅助轴承失效的重要因素。文中分析了径向载荷的影响,结果表明所选辅助轴承方案仍可以满足跌落要求。