计算转子—轴承系统临界转速的新方法

本文提出了一种计算转子—轴承系统临界转速的新方法,用本方法计算转子—轴承系统的临界转速,不用对转子进行简化,并且考虑了油膜的刚度、油膜的阻尼、滑动轴承座的质量、基础的刚度、基础的阻尼。建立了滑动轴承—基础系统的机械网络,导出了滑动支承的总刚度系数K的表达式。该方法在分析多轴系统时,只把联轴节作为一个边界条件,不象传递矩阵和有限元等方法那样,必须重新建立方程,因而使分析过程大大简化。     

主动电磁轴承失效后转子坠落在备用轴承上的动力学

采用有限元法建立了由滚动轴承组成的具有固定间隙的备用轴承-电磁轴承-柔性转子系统在电磁轴承失效前后的动力学方程，分析了转子的初始坠落位置、转速、转子不平衡量以及备用轴承的支撑阻尼和刚度对转子在坠落过程中的瞬态动力特性的影响。结果表明，即便转子系统在工作时的振动很小，初始脱离位置对转子在坠落过程中的动力特性具有明显的影响；柔性备用轴承的采用，特别是具有较大阻尼的备用轴承，不仅可以减小电磁轴承失效后转子在坠落过程中的振动及碰撞力，而且能够抑制在长时间内具有较大振动和碰撞力的在全间隙范围内的反向回转运动；随着转子不平衡量、备用轴承的支撑刚度及转子转速的增大，在坠落过程中备用轴承所受到的碰撞力和转子在全间隙范围内出现回转运动的可能性增大。     

磁悬浮轴承的电磁设计计算研究

研究了电磁轴承偏置电流对其性能的影响，给出了电磁轴承电磁设计的基本原则和基本步骤，将电磁轴承的设计分成两个步骤，即不考虑铁心磁阻的初始设计和考虑铁心磁阻的校算设计．实际的样机设计表明，该方法不但简单明了，而且能够迅速达到理想设计方案．     

轴承转子系统的失稳监测

在现场条件下,用随机减量技术从运行机械中提取出对轴承转子系统稳定性敏感的模态参数（系统的最低阶自然频率和阻尼比）,用这些参数对系统的失稳实施监测,实际应用的结果表明,用这种方法可以及早地发现系统潜在的失稳．     

以电磁轴承支撑挠性转子的鲁棒控制器设计

研究了含有参数不确定性的以电磁轴承支撑挠性转子的鲁棒H∞控制器，折衷考虑转子系统的外激励干扰衰减和转子系统参数摄动，将参数摄动转化为外扰动输入，建立了以电磁轴承支撑挠性转子H∞标准模型．数值仿真表明：建立的H∞标准模型合理；采用H∞控制设计的电磁轴承主动控制系统，能够有效的抑制参数摄动引起的扰动和持续的外激励干扰．     

转子—轴承系统稳定性实验研究

通过用脉冲力气敲击、激发出系统的自由振动信号的方法,对多自由度转子-轴承系统稳定性的评价方法进行了研究,结果表明：多自由度转子轴承系统的稳定性可用过错离击振点跨处的自由振动信号评定,界限状态附近轴承动压油膜的阻尼效应是促使系统稳定运行的主要因素。     

转子—轴承系统非线性失稳因素分析

对引起转子－轴承系统失稳的主要因素：非线性油膜力、转轴材料的内摩擦、动压密封力、蒸汽激振力进行了分析。非线性油膜力对转子－轴承系统的稳定性影响最大,应重点分析和研究在非线性油膜力作用下转子－轴承系统的稳定性、响应及动力学行为。动态密封力、材料内阻尼、蒸汽激振力对转子－轴承系统的稳定性均有影响。因此在进行转子－轴承系统的稳定性研究及动力学设计时均应考虑这些非线性因素。     

磁悬浮轴承的电磁设计计算研究

研究了电磁轴承偏置电流对其性能的影响 ,给出了电磁轴承电磁设计的基本原则和基本步骤 ,将电磁轴承的设计分成两个步骤 ,即不考虑铁心磁阻的初始设计和考虑铁心磁阻的校算设计 .实际的样机设计表明 ,该方法不但简单明了 ,而且能够迅速达到理想设计方案     

转子—轴承系统非线性振动机理的研究

从流固耦合的角度分析了转子－轴承系统的油膜振荡问题。在转子的旋转和振动作用下,轴承中的润滑油通过多次非线性动力学的分叉,产生脉动;非线性脉动的润滑油作用到转子上,导致了转子的非线性振动。润滑油中出现接近转子固有频率的脉动成分时,即会发生油膜振荡。研究轴承中润滑油膜的脉动特性是提示转子－轴承系统非线性振动本质的一条可行途径。     

电磁轴承系统的动力学建模与运动稳定性分析

电磁轴承系统是一个复杂的机电磁综合系统.为了研究处在电磁轴承环节中的转子的基本动力学特性,需要提出数学研究方法.本文运用转子动力学、振动力学等理论工具,建立电磁轴承-转子系统的动力学模型,并对该系统的稳定性进行了分析,同时给出了具体的算例.     

主动磁悬浮轴承非线性控制决策的研究

主动磁悬浮轴承是一个典型的闭环控制系统,其特点是具有强烈的非线性,磁浮力正比于电流平方,反比于位移偏置量的平方。传统的PID控制器应用比较广泛,但其比例、积分、微分环节的调节参数都是采用试验的方法人工整定。这种方法不仅需要熟练的技巧,而且比较费时。当被控对象发生变化时,其参数也要进行相应的调整,也就是说这种PID调节器没有自适应能力。文章所设计的PID控制器中的各种参数是随系统动态特性不断变动的,它是专为非线性系统设计的,具有很强的自适应能力。仿真结果显示,该系统是可行的。     

基于ANSYS的电磁轴承径向磁场分布及特性分析

基于ANSYS软件对电磁轴承径向磁场分布和磁场力进行仿真与计算,得出径向磁感应强度、磁位矢量以及电磁力的数据,并将其导入到建模输入程序,再采取电磁场逆问题的方法,实现全永磁体的结构模型设计.     

挠性转子磁力轴承系统LQ最优控制研究

在高温气冷堆氦气透平发电系统（HTR—IOGT）的相似性模拟实验装置AMB—PⅡ上,开展针对磁力轴承支承下挠性转子系统的优化控制研究。采用离散质量的集总参数法建立了相应转子动力学模型,通过适当模态截断简化获得了转子系统的状态方程。研究了LQ最优控制方法,分析了权重参数的选择对控制器的影响。仿真实验表明,输出反馈LQ结合相位补偿的控制器,具有物理意义清晰、系统结构简单和参数易于调节等优点。在AMB—PⅡ实验台架上不仅实现了转子的稳定悬浮,而且能够有效地抑制转子的高阶挠性模态振动,使转子顺利通过了二阶挠性临界转速,最高达到450Hz。该方法的研究为今后高温气冷堆氦气透平工程的磁力轴承实际应用提供了良好的设计参考。     

磁悬浮转子位移测量传感器的研究

在磁力轴承系统中,磁悬浮转子的位移信号是控制磁力轴承稳定悬浮并能够高速旋转的重要依据,因此,位移传感器测量数据的可靠性、稳定性和精确性直接影响到磁力轴承的整体性能。针对磁悬浮转子对位移传感器的特殊要求,从理论上分析了涡流位移传感器的设计原理,并根据理论分析设计制作了传感器;还介绍了传感器的实验方法和实验步骤,并对实验结果进行了分析。     

采用电磁轴承控制柔性转子临界转速分布的建模和仿真分析

提出了采用电磁轴承支承柔性转子,通过支承特性的调节,改变柔性转子的各阶临界转速的分布位置,使柔性转子顺利实现超临界运行.将电磁轴承支承特性建模融入到经典转子动力学的柔性转子有限元建模理论中去,构建了电磁轴承支承的柔性转子系统模型进行仿真.仿真结果表明:通过调节电磁轴承的等效刚度,可以明显改变柔性转子平动和锥动两个刚体临界转速,而对一阶弯曲和二阶弯曲两个弯曲临界转速影响不大.调节等效阻尼可明显减小转子过临界时的振动.     

主动磁轴承系统的滑模控制设计

主动磁轴承具有无摩擦、无磨损、无需润滑、无污染、寿命长等优点,在高速运动场合、低速洁净场合都有广泛的应用前景. 力求解决目前主动磁轴控制系统的非线性问题,提出了主动磁轴承系统的滑模控制,该方法使得磁悬浮轴承系统的鲁棒性和稳定性进一步提高. 首先介绍了磁轴承系统的结构和工作原理,建立了主动磁轴承的系统方程. 其次,对滑模控制进行具体分析,并讨论了滑模控制的可达条件和其稳定性分析. 仿真结果表明,滑模控制器具有良好的鲁棒性和快速性,基本满足磁轴承系统实时控制的要求.     

主动磁悬浮轴承的工作原理及发展趋势

磁悬浮轴承是利用磁场力将转轴悬浮在磁场中，使转轴在空间无机械接触、无磨损地旋转的一种新型高性能轴承。与传统轴承相比，具有许多优点。介绍了主动磁悬浮轴承的结构和工作原理，提出了磁悬浮轴承的现存问题。     

电磁轴承阻尼上限的动态特性分析

为了研究电磁轴承系统的高频稳定性问题,需要研究电磁轴承阻尼的动态特性.以单自由度系统中力和刚度、阻尼的基本力学方程为基础,忽略电气系统的影响,推导了在一定的振动幅值下,电磁轴承最大阻尼随转子振动频率增加而变化的关系,结果表明,电磁轴承能够提供的阻尼随着转子转速或振动频率的增加而迅速减小.这在研究高速转子稳定性问题时应给予足够的重视.     

磁悬浮轴承转子位置无传感器自动检测的研究

研究了一种磁悬浮油轴承转子位置检测的新方法。从理论上推出气隙变化量与线圈电感变化量的微变线性关系，提出了获得反馈信号的一系列措施，最后提供了一种可供参考的控制电路。