基于电磁轴承支承的转子系统动力学分析

以电磁轴承-转子系统的动力学理论研究为主要目的,在经典PID控制理论下,对转子系统进行柔性分析,得出系统的动力学方程;通过实验调试得到一组PID参数,代入上述系统进行分析运算,可求得转子的临界转速、对数衰减率以及振动模态振型等,并对理论分析结果进行实验验证和对比分析。     

转子──电磁轴承系统性能研究

本文介绍了电磁轴承的特性及其研究发展状况，给出了五自由度电磁轴承──转子系统模型，阐述了使转子稳定悬浮和运转的基本控制规律，分析了转子在电磁轴承中运转特性，并给出了转子稳定运转的实验记录曲线。     

电磁轴承柔性转子系统分析方法

提出了电磁轴承柔性转子系统特性和参数分析方法。它建立在计算转子特性的传递矩阵法和描述控制执行等环节的传递函数模型的基础上,可计及传感器与轴承异位影响,并采用优化方法求解。算例表明该法是电磁轴承柔性转子系统分析和设计的强有力工具。     

电磁轴承及其在机床工业中的应用

电磁轴承是一种应用磁场力来实现对转子无接触支承(磁悬浮)的部件,并且有许多优良的性能。目前,国外已在数百台机床上获得成功的应用,使机床的技术指标均有明显的提高,显示出了广阔的发展前景。     

电磁轴承技术及其发展趋势

介绍了电磁轴承工作原理,探讨了一些热点问题,并分析了电磁轴承的发展现状及前景.     

基于基础解的电磁轴承静动特性计算方法研究

研究了电磁轴承静动特性的计算方法,定义了基于局部坐标系的电磁轴承静动特性基础解,推导了任意磁极结构的电磁轴承动力学特性与基础解之间的坐标转换关系;在此基础上提出了利用基础解计算任意磁极结构的电磁轴承静动特性的方法,该方法简捷、快速,是电磁轴承静动特性计算的一套规范化、标准化的方法。     

电磁轴承技术及其应用开发

介绍电磁轴承系统的工作原理及其特点; 阐述电磁轴承在常见机械加工设备中应用时的主要技术指标和设计准则,并论述其应用前景,最后提供几个实际设计的数据和部分实验结果。     

高速电磁轴承转子轴的设计研究

对高速电磁轴承转子轴中的转子设计、转子轴材料选择和转子与轴的过盈配合设计进行了研究,并给出了设计实例,结果达到了工程设计要求。     

转子-轴承系统的非线性动力学特性分析

用数值积分和庞加莱映射方法对采用短轴承模型的刚性Jeffcott转子轴承系统在较宽参数范围内进行稳定性研究。计算结果表明,系统存在倍周期分叉、概周期及混沌运动。用数值方法得到系统在某些参数域中的分叉图、响应曲线、频谱图、相图、轴心轨迹及庞加莱映射图,直观地显示了系统在某些参数域中的运行状态,并用分形几何理论对混沌系统的状态进行了判断。数值分析结果为定性地控制转子轴承系统的运行状态提供了理论依据。     

主动电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承过程中的非线性动力学

用有限元法建立了任意个由滚动轴承组成的固定间隙备用轴承-主动电磁轴承-多盘多质量转子系统在主动电磁轴承失效前后的动力学方程,以一个多盘转子系统为例分析了主动电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承过程中的瞬态非线性动力学特性,讨论了柔性备用轴承的支撑刚度、支撑阻尼和间隙对转子在坠落过程中动力特性的影响。结果表明采用具有较大阻尼柔性结构的备用轴承能够显著地改善转子坠落在备用轴承上的瞬态动力特性,抑制转子在坠落过程中可能出现具有较大振动和冲击力的全间隙区的涡动运动,减小转子坠落对备用轴承寿命和可靠性的影响。柔性结构备用轴承的支撑阻尼越大,支撑刚度越小,间隙越大,转子坠落后出现全间隙区涡动运动的可能性越小。     

主动磁轴承转子系统动力学特性的研究

以电磁轴承支承下的高速转子系统为分析对象,以传统的转子动力学分析理论和方法为基础,结合电磁轴承系统分析理论和方法,研究电磁轴承支承条件下转子系统的动力学特性。应用基于系统传递函数的刚度、阻尼特性分析理论和方法,建立用于分析电磁轴承转子系统动力学特性的理论和方法。并对一个实用型１５０ｍ３制氧透平膨胀机样机的研制和试验进行指导和结果验证。     

基于结构动态特性的磁力轴承转子系统的设计

分析了径向磁力轴承动力学特性,计算了磁力轴承的刚度系数和阻尼系数。在此基础上,对磁力轴承的转子结构动态特性进行了有限元分析。提出了基于结构动态特性的磁力轴承转子控制系统的设计方法。     

磁力轴承转子系统的力耦合和力矩耦合分析

为减轻或消除磁力轴承转子系统中存在的力耦合和力矩耦合,针对八极径向磁力轴承,在不考虑时间因数的情况下,以转子与定子的偏心为变量,分析和计算了电磁力的分布,推导了径向磁力轴承沿周向任意点处电磁力的表达式,提出了磁力轴承转子系统力耦合和力矩耦合概念,并推导出交叉耦合系数计算公式。计算结果表明：力耦合和力矩耦合总是存在的,结构设计无法解决,只有采用控制补偿的方法才能减少或消除这两种耦合。     

磁悬浮飞轮陀螺力学与控制原理

通过对磁悬浮飞轮陀螺力学进行研究,并分析电磁力对转子章动、进动特性的影响,将磁轴承电磁力对飞轮转子的作用分成四种基本支承成分,分别讨论它们对转子章动与进动稳定性的不同影响.控制器可通过调整四种基本成分在总的电磁力中的比重,改变转子章动、进动的阻尼特性,实现转子的高速稳定运行.基于这些分析,总结出磁悬浮飞轮控制器设计的基本原则.该原则为高速下磁悬浮飞轮转子系统控制器的设计指明方向.     

推力磁轴承的力学特性及其对径向磁轴承的影响

讨论了计入推力盘静态倾斜影响后的推力磁轴承的力学特性,导出了其静、动特性的系数公式,并结合某涡轮膨胀机的推力磁轴承进行了实例计算。结果表明,推力盘的静态倾斜对推力磁轴承的力学特性产生显著影响,并改变径向磁轴承的静负荷分配,使得推力磁轴承与径向磁轴承之间产生强烈的耦合作用。该结果可用于5自由度磁悬浮轴承－转子系统的机电耦合动力学研究。     

径向—轴向共用偏磁电流的主动磁轴承结构参数设计与有限元分析

介绍一种新型径向—轴向共用偏磁电流的主动磁轴承的基本结构和工作机理,用等效磁路法对该磁轴承的磁路进行计算,得到悬浮力数学模型;根据悬浮力要求设计实验样机参数,利用有限元Ansoft软件对磁轴承样机的磁路进行有限元分析。理论研究和有限元分析结果表明,该磁轴承机械和磁路结构合理,悬浮力满足设计要求,各自由度在平衡位置附近运动,与磁路没有耦合,对各自由度可采用分散的PID(proportion integration differentiation)对其进行控制,大大简化控制系统。     

MATLAB WEB SERVER AND ITS APPLICATION IN REMOTE COLLABORATIVE DESIGN OF MAGNETIC BEARING SYSTEMS

［1］谢友柏.制造业产品的“创新”与我国现代设计网络.中国机械工程,1998,9(11)∶51～55［2］周受钦,谢友柏.CMDNET中知识资源异地调用原理与实现.工程设计,1999(3)∶6～11［3］倪远平,陈艾,邹金慧.风靡全球的交互式MATLAB语言及其应用.云南电力技术,1998,39(2)∶41～42［4］薛定宇.控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言及应用.北京∶清华大学出版社,1996［5］MathWorks,Inc.MATLAB Web server,The Language of Technical Computing,1999［6］施韦策G,布鲁勒H,特拉克斯勒A.主动磁轴承基础、性能及应用.虞烈,袁崇军译,谢友柏校.北京∶新时代出版社,1997［7］张钢.磁悬浮轴承——转子系统的机电耦合动力学研究∶[博士学位论文].西安∶西安交通大学,1999     

主动磁轴承电主轴的磨削试验

通过现场磨削试验检验主动磁轴承电主轴的磨削性能。磁轴承控制器是以浮点DSP芯片TMS320C32为核心构建的数字控制系统。针对轴承套圈内圆磨削时主轴转子受力的特点确定了合适的控制器参数,使电主轴静态稳定悬浮并以60kr/min工作转速稳定运转,同频振幅小于8μm,轴承刚度达到22~58MN/m。现场磨削试验表明该磁悬浮电主轴的磨削精度已基本达到要求,精磨磨削效率接近工业应用水平。