径向磁轴承的稳定性研究

本文在简要介绍磁轴承的原理与发展概况之后,着重分析了径向永磁轴承的稳定问题,并提出采用磁推力轴承和机械辅助并用的轴向稳定结构,从而实现了系统的稳定。实验证明,这种结构效果非常好,可应用到一些回转机械中。     

磁极数对径向磁轴承承载力的影响

针对径向磁轴承,以实际工程经验为基础给出气隙、磁极、转子、定子、磁极面积、线圈等的设计原则,并设计不同转子直径和不同磁极数的径向磁轴承结构。利用有限元分析软件对设计的径向磁轴承进行电磁场仿真分析,得到磁场分布和电磁力。根据仿真结果研究不同转子直径下,磁极数对轴承承载力的影响。仿真结果表明,当转子直径不超过150 mm时,径向磁轴承的承载力随着磁极数的增加显著减小。当转子直径达到150 mm后,磁极数对径向磁轴承的承载力并无明显的影响。     

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.     

基于CMAC神经网络的主动磁轴承控制研究

对CMAC神经网络的工作原理进行了简要讨论,针对主动磁轴承具有本质不稳定性和高度非线性动态特性的特点,提出了一种基于CMAC神经网络的非线性控制方案以改善系统的特性.对某单自由度磁轴承的仿真研究表明,CMAC神经网络控制器抗扰动能力强,同时其他控制品质也比传统PID控制器好.     

主动磁轴承的Matlab仿真研究

磁悬浮轴承是一种新颖的支撑部件,它是由转子、轴承及位置控制器构成的机电一体化系统.控制器参数的选取对于系统的性能有着重要的影响.理论分析与探讨了各参数对磁悬浮轴承性能的影响,并使用Matlab对一单自由度磁悬浮系统进行了仿真.     

永磁偏置径向磁轴承在磁悬浮反作用飞轮系统中的应用

针对现有径向磁轴承结构电励磁磁路耦合的缺陷,设计了一种新型径向永磁偏置混合磁轴承结构,介绍了这种轴承的结构特点和工作原理,并利用等效磁路法和有限元法(FEM)对该永磁偏置径向混合磁轴承进行了电磁分析,得出了磁轴承的数学模型和主要参数。研究结果表明,该径向永磁偏置磁轴承可以有效地避免磁路耦合现象,提高磁轴承系统的控制性能。     

用有限元法计算麻花钻的扭转刚度

本文用等参元法计算麻花钻的扭转刚度,首次将有限元法用于麻花钻的研究,文中对麻花钻的力学模型;等参元选择;刚度矩阵的形成及电子计算机程序等进行了分析,最后求出标准麻花钻等几种钻头的扭转刚度。     

基于FEM永磁同步电动机的分析与计算

利用FEM对考虑磁路饱和的永磁同步电机二维磁场进行数值解析,并给出了包含正交磁化现象影响的d,q轴方程式以及转矩和电抗的计算公式。通过改变转子的位置计算永磁同步电动机的静态转矩和电抗,给出了转矩和电抗随转子位置变化规律的曲线。实验验证了理论计算的正确性。     

基于电流特性的主动磁轴承电磁线圈故障诊断

磁悬浮轴承因其优异的性能得到了广泛应用,但电磁线圈的故障可能导致转子失控,从而造成严重后果。提出一种应用于磁悬浮轴承的在线电磁线圈故障诊断方法,通过建立数字开关功放输出电流的数学模型,获取其电流输出特性,从理论上分析线圈发生故障对输出电流变化率的影响;建立两态调制下的Matlab/Simulink模型,进行了仿真验证,证明了方法的理论可行性;设计基于电流过采样的故障诊断方案以及相关算法,搭建基于数字信号处理器(digital signal processor, DSP)的数字开关功放试验平台,进行了相关线圈故障的在线检测试验,结果证明了本研究方法的有效性。     

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     

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.     

表面圆度误差对磁力轴承动力学特性的影响

针对磁力轴承传感器检测表面圆度误差,分析了圆度误差对磁力轴承电流刚度和位移刚度的影响,以及对常规PID控制下磁力轴承系统阶跃响应的影响。研究结果表明:位移刚度、电流刚度随误差而非线性变化,不利于系统稳定;圆度误差对阶跃干扰下系统超调量和调整时间产生影响,修正PID控制参数能减弱影响。     

超声振动拉丝的有限元模拟研究

超声振动拉丝可以解决难拉拔材料和细微丝的拉拔问题.然而,由于超声振动拉丝的高速度,按照传统的实验方法,很难解决超声振动拉丝机理的进一步分析和理解.因此,尝试采用有限元方法对超声振动拉丝过程进行仿真.从机理上研究超声振动对拉丝过程的作用效果及影响,分析有关超声拉丝的规律及结论.仿真过程采用ANSYS有限元分析软件.结果表明,超声拉丝使变形更加均匀,更有利于发挥材料的塑性;在相同拉丝速度下,应力和拉拔力都有很大程度减小.可见,超声波拉丝可以提高生产效率、并降低成本.研究成果及结论可使超声拉丝理论更加完善.     

转子磁体永磁偏置混合磁轴承的三维有限元分析

建立了三维磁轴承模型 ,采用三维有限元分析方法 (FEM )分析了转子磁体混合磁轴承转子处于不同位置时的磁场分布及力 -电流关系 ,结合特性曲线阐述了其分布形状形成的原因 ,分析计算并比较了无偏置电流磁轴承、电励磁偏置磁轴承和永磁偏置混合磁轴承这 3种不同磁轴承的力 -电流线性控制特性 .通过分析发现 ,混合磁轴承的磁场耦合低并具有良好的控制特性     

滑动轴承内的磁场分布特性

为了研究在磁场影响下机电设备中径向滑动轴承的摩擦学性能,提出了在轴承润滑区内三维磁场分布的研究方法.以一套外加磁场滑动轴承实验装置为例,利用磁场有限元方法,计算了1/24和1/4对称结构中空气、铁磁以及油膜区域的磁场分布情况,分析了径向滑动轴承的磁场在润滑油膜区内沿径向、轴向和周向的分布特性,并分别研究了轴承宽度、轴承直径、轴承配合精度等结构因素以及轴承偏心对磁场分布的影响.结果表明,在轴承油膜区内的磁场分布是不均匀的,并且磁场分布随结构和偏心参数的改变而改变,在轴承端部有端部效应,在轴承偏心时存在聚集效应.     

基于有限元法的气浮支承系统的数值模拟与实验研究

气浮支承系统以气体作为工作介质,根据气体润滑理论对气膜中气体的流动作了理论分析,采用有限元法对气膜流场进行了数值模拟,计算出了一定载荷下的速度分布、压力分布和耗气量、承载能力,通过与实验测试结果的对比。说明该方法是可行的。     

非叠片转子—电磁轴承系统磁场计算

分析了非叠片转子－电磁轴承系统的磁场力,给出了磁场分布模型及磁浮力和切向力的计算公式,并以实际电磁轴承为例,进行了相应计算,结果表明,实例计算结果与理论分析一致。