振动驱动的电磁－永磁复合驱动建模

对一种新的电磁-永磁复合激励永磁体偏转驱动的机理进行振动应用理论分析和实验验证研究。对于这种电磁－永磁复合激励方式,提出一种基于面磁荷计算电磁扭矩的数值方法,建立电磁扭矩随电流和永磁体偏摆角度变化的数学模型,并将理论建模进行对比试验研究,验证所提出理论分析方法的正确性和基于永磁体偏摆驱动在振动驱动领域应用的可行性。     

转子-轴承系统中电磁阻尼器理论研究

本文对转子轴承系统中电磁阻尼器控制进行理论研究.首先给出带电磁阻尼器的一般线性多自由度转子轴承系统的振动方程;推导出电磁阻尼器产生的电磁力与线圈中的电流,转子线位移和磁性材料性能之间的关系式.然后用状态空间分析方法对振动方程进行解耦,求出受控转子轴承系统的振动响应.最后求出最优控制下反馈电流和状态量之间的关系式.     

电磁力参数自寻优的转子多频振动主动抑制

提出一种转子多频振动的在线主动抑制方法,该方法利用电磁作动器向转子施加多个与转子振动频率相匹配的旋转电磁力,通过在线自寻优的方式确定电磁作动器的控制电流相位和幅值,使施加的多个频率成分的旋转电磁力能够削减转子的多频振动幅值,实现转子系统的多频振动在线抑制。首先建立了转子-轴承-电磁作动器系统动力学模型;提出一种转子系统多频振动的主动抑制方法,对该方法的有效性和可行性进行了理论推导;建立了电磁作动器控制电流相位和幅值的寻优模型,提出一种控制电流相位的整周寻优策略;随后搭建实验装置,进行了实验研究,理论推导和实验结果均表明该方法能够实现转子的多个频率成分振动的主动抑制。     

基于LabVIEW的步进电动机扭矩测试系统

扭矩是步进电动机的一项重要性能指标.介绍了一套自行研制的基于LabVIEW的扭矩测试系统.该系统利用虚拟仪器技术实现了步进电动机驱动电压和绕组电流的多通道同步数据采集和分析处理,并在此基础上判别驱动电路和步进电动机的运行状态,根据这些状态判断扭矩测量值是否可信.利用该系统,在不同条件下对步进电动机的扭矩进行测量,为步进电动机的工程应用提供了有价值的参考.实践证明,该系统是一套高效率的、高精度的扭矩测试系统.     

立式直线驱动的配重波动建模与动态补偿抑制

针对直线电机立式驱动时受配重装置扰动而产生冲击的特点,提炼并归纳了引起冲击的配重平衡力波动和配重摩擦力波动因素;基于等熵一元绝热气流理论,构建了配重平衡力波动模型;利用Stribeck原理,构建了改进的配重摩擦力波动模型;通过永磁同步直线电机的电磁推力方程,设计了基于动态补偿器的配重扰动抑制方法;结合电流环双PID解耦与速度环模糊PID自适应参数整定,构建立式直线驱动控制系统。以电火花机主轴为例进行仿真和实验,结果表明驱动系统的速度波动和振动得到了有效的抑制,相比传统的控制方法位置和成形精度更高。     

放电时序对双向加载式管件电磁翻边的影响

目的 研究放电时序对翻边变形的影响规律,提高成形能力.方法 以双向加载式管件电磁翻边系统为研究对象,建立基于电路-磁场-固体力学耦合的仿真模型,针对放电时序的变化,详细分析驱动电流、电磁力和翻边变形受到的影响,揭示其作用机理.结果 与常用的同时放电相比,最佳的时序放电在保证脉冲时间一致性的同时,将径、轴向线圈电流峰值分别提高11.6％和降低12.4％,最终使径、轴向电磁力峰值分别提高18.8％和6.8％,翻边角度提升约30％,显著提升了系统的翻边能力.结论 控制放电系统开关时刻改变放电时序,可以使放电能量在线圈间发生转移,影响线圈中的驱动电流波形,从而提高电磁力大小并改善其径轴向分量的比例关系,显著增强电磁系统的成形能力.     

被动式电磁阻尼器的原理和实验研究

为了简单可靠地增加系统的稳定性、抑制转子的共振峰值 ,提出了一种新型的被动式电磁阻尼器 ,它的结构类似于电磁轴承 ,但无需闭环控制 ,采用直流电工作。通过分析发现 ,电磁阻尼器线圈内由于转子涡动时变化的磁场而产生的波动电流与转子位移间的相位差是产生阻尼的原因 ,推导了波动电流、阻尼系数的计算公式。实验结果显示该阻尼器提供的阻尼能够有效地抑制共振振幅     

基于实测相电流的永磁同步电机转矩波动阶次来源分析及幅值预测EI北大核心CSCD

由于转子磁场非正弦分布、定子开槽及电流谐波等因素影响,轮毂永磁同步电机输出转矩中存在波动,驱动转矩波动将给轮毂电机驱动车辆带来振动噪声问题。为分析各因素对转矩波动的贡献及影响机理,通过转鼓倒拖试验实测了电机空载反电动势,进而确定了转子磁场分布情况及转子磁通系数;通过电机驱动转鼓试验实测了电机三相负载电流信号,发现电流中存在丰富的谐波成分并确定了谐波幅值及初始相位;考虑转子磁通和相电流谐波解析推导了电磁转矩表达式,分析了转矩波动阶次来源并根据电流谐波幅值和相位规律预测了各阶次幅值大小,进而确定了转子磁通谐波和电流谐波对转矩波动的贡献;通过实测的振动加速度信号间接验证了转矩波动阶次分析及幅值预测的准确性。结合试验和理论准确分析了轮毂电机转矩波动的全貌及其来源,为电动轮系统的振动优化提供了方向。     

双通道脉冲高压稳流电路设计

为提高原子荧光仪中激发光源的瞬间激发强度及其光谱稳定性,提出一种基于VMOS管稳流原理的双通道脉冲高压稳流电路设计方法,即采用由VMOS管和放大器组成的电流闭环负反馈电路来维持峰值电流稳定,从而实现激发光源激发强度的稳定。设计稳流控制信号处理电路、闭环稳流电路、稳流闭锁电路及高压供电电路。在驱动不同阻抗元素灯及供电电压在150~250 V波动时,工作电流波动幅度均在±0.4%以内;输出电流可在0~160 m A数字设置,与设置电流线性相关度为0.998 7。测试结果表明:该设计的电流稳流效果较好,能满足不同元素灯及不同强度工作电流的驱动要求。     

新型电磁驱动AMD控制系统的建模与性能试验

提出了一种新型的结构振动控制系统--电磁驱动AMD控制系统的概念,试制开发了小型电磁驱动AMD控制系统,研究了系统的理论建模并进行了性能试验.从经典物理学电磁场理论、电路克希霍夫定律和量纲对比分析三个角度出发,建立了电磁驱动AMD控制系统的力-电关系模型,给出了以系统相对速度和控制电压为输入量、系统主动控制力为输出量的系统力-电关系模型.对系统进行了大量开环控制模式下的性能试验,试验结果表明,电磁驱动AMD控制系统在结构振动控制所关心的频率范围内,力-电关系是近似线性的.通过试验结果与理论模型预测结果的比较,验证了系统的力-电关系模型的准确性.     

水工闸门垂直水动力计算方法

为了解决水工闸门在启闭过程中垂直水动力的计算方法问题,将垂直水动力分为闸门开启过程中的下吸力和关闭过程中的上托力。首先,在闸门开启过程中,闸门底缘水流的压力能会转化为动能,而在同一开度下流过闸孔的流量又是常量,这就造成了过水断面在闸门底缘处的收缩,流体与闸门底缘分离,当外界补气不充足时,在闸门底缘部位将形成一定真空度,这部分真空度则是造成下吸力的主要原因。其次,在闸门关闭过程中,闸门对水流的阻断以及闸门底缘对水流流向的改变是导致上托力产生的主要原因。最后,该文应用下吸力和上托力的作用原理并结合水流的能量和动量方程提出了闸门启闭过程中下吸力和上托力的计算方法。同时,利用经积石峡水电站试验数据验证后的数值模型进行仿真分析,结果表明:下吸力和上托力计算方法所得结果与仿真结果吻合较好。     

新型高效电磁反力作动器的设计

针对发动机振动主动控制系统设计了一种高性能电磁反力作动器。首先简单介绍了作动器的设计要求以及结构原理,接着对作动器的磁场进行了近似计算,并将作动器的力传递模型简化为单自由度振动系统,计算了作动器的作动力。最后通过Simulink软件对其作动力进行了仿真,并以正弦信号输入对作动器的作动力进行了性能试验。结果表明作动力大,作动器性能良好,这对发动机振动主动控制系统的实现以及开展其他主动控制系统的研究具有非常重要的意义。     

Modelling and predicting of a switched reluctance motor drive using radial basis function network-based adaptive fuzzy system

A novel fuzzy-neural system, which is referred to as a radial basis function network-based adaptive fuzzy system (RBFN-AFS), is presented, to model the switched reluctance machine (SRM) and predict the dynamic performances in an SRM drive system. First, we use an indirect method to measure the phase flux linkage of a 6/4 SRM and then use the co-energy method to calculate phase torque characteristics. Secondly, the RBFNAFS is designed to learn and train the SRM in the knowledge of the electromagnetic characteristics by using the hierarchically self-organising learning algorithm. This modelling scheme does not require any prior information about the SRM system apart from the input and output signals, and has good capability of generalisation and excellent convergent speed. Then, an RBFN-AFS current-dependent inverse flux linkage model and an RBFN-AFS torque model are used to simulate the various transient and steady-state performances of the 6/4 0.55 kW SRM. The simulation and experimental results based on a DSP drive platform are reported to show that the modelling scheme has good estimation performance under different operation conditions of the SRM.     

一种锥形节流阀工作过程流-固耦合动力学响应的影响因素分析

基于三维流-固耦合有限元动力学仿真分析模型和直接耦合算法,分析了一种锥形节流阀在入口流速脉冲激励下由关闭状态开启而后重新关闭全过程的流量特性、压差特性及阀门开度的高频波动等非线性动力学响应特性,并采用小波分析方法等对阀门开度响应等进行了时-频域分析。选择不同的流体-结构模型的数值积分方法组合及时间步长对流-固耦合动力学求解算法进行了实际应用检验;然后对阀芯质量、弹簧参数与油液参数等系统参数以及激励速度幅值与脉宽等激励参数对其工作过程动力学响应的影响进行了细致的数值分析比较。结果表明:流体模型积分算法的选择对流-固耦合计算结果的影响较大;对该阀而言,阀芯质量与油液体积弹性模量的改变对阀芯振动频率的影响较为显著,油液粘度的改变对阀门开启的滞后量及振动相位的影响较大,而弹簧刚度及预紧力的改变对阀门的最大稳定开度的影响较大;阀芯与阀座间的碰撞使阀芯的振动频率提高。     

基于电磁自愈力的转子自动平衡方法与实验研究

本文提出一种转子同频（基频）振动的在线消除策略,该策略利用电磁力执行机构给转子施加一个和转子转速同频率的旋转矢量电磁力,该力在转子测振平面上引起的振动用于抵消转子的初始振动,从而实现同频振动的在线消除。本研究首先对转子同频振动及电磁力可控特性进行分析;接着对系统进行理论分析,在此基础上建立了以转子振动响应为指标、磁极线圈电流幅值和相位为寻优参数的寻优控制模型,并提出相位整周搜寻算法;运用Matlab /Simulink软件对算法进行仿真分析;最后建立试验装置并进行实验研究,结果表明本文提出的控制策略可以有效降低转子同频振动。     

循环水泵出口蝶阀电气回路及控制程序优化

针对循环水泵出口蝶阀的电气回路及控制程序存在无法实时掌握、蝶阀开度及开阀的速度无法满足运行需要的问题,结合运行实际需要对蝶阀的电气回路进行优化调整,增设就地指示;并对蝶阀的控制程序进行优化,改进蝶阀开度及开阀的控制逻辑,从而保证蝶阀电气回路及控制逻辑的安全、可靠、稳定性,有效地避免因循环水泵出口蝶阀启动故障及操作不及时引起的重大事故发生。通过电气回路及控制程序的优化调整可以达到实时指导运行操作的目的。     

负载谐波诱发轧机主传动机电耦合扭振仿真研究

现场测试发现:轧机在轧制过程中由于负载谐波频率与轧机机械传动系统固有频率接近时使得主传动系统发生强烈扭振。该文结合现场参数,通过计算机仿真,得出负载谐波力矩会引发电机转速振荡,而在机电耦合作用下电机转速振荡会激发电机输出相同频率的电磁力矩,当含有与机械系统固有频率相接近频率的谐波力矩和电磁力矩作用在轧机主传动系统两端时,主传动系统将会出现强烈的扭振。仿真结果验证了存在这种振动,为抑振措施提供理论基础。     

Numerical analysis of cavitation erosion and particle erosion in butterfly valve

The investigation of butterfly valve applied in the circulation water filtration system (CWF) of one pressurized water reactor (PWR) nuclear power station is performed in the paper. A coupling computational fluid dynamics model combined multiphase, cavitation and discrete phase model has been built to simulate the cavitation erosion and particle erosion. The validity and rationality of the coupling model is sufficiently verified with the experiment of flow coefficient and effects of different factors including inlet pressure and valve opening angle are discussed in detail. The results reveal that the erosion of butterfly valve mainly occurs at the forward and backward part of valve disc. With the increase of inlet pressure, max velocity, mass flow rate, wall shear stress, turbulent intensity and particle erosion would increase. Mass flow rate, wall shear stress, turbulent intensity and particle erosion decrease with the decrease of valve opening angle. The simulation results are well consistent with the failure feature of butterfly valve applied in actual operation. The numerical analysis is expected to improve the erosion condition and reliability of butterfly valve.     

混合轴承多跨转子多频轴承传递力自适应控制

介绍了一种基于电磁执行器动力特性可控的混合轴承结构;用有限元法建立了多跨转子系统的动力学模型,分析了转子通过轴承给基础的传递力及传递力控制的原理;基于自适应最小均方算法,提出了一种基于误差信号子带滤波,由多个单频力控制器并联而成的变步长自适应轴承传递力控制器;以双轴多跨转子系统为例对轴承传递力主动控制器的有效性进行了理...     

High-performance current control for switched reluctance motors based on on-line estimated parameters

To reduce torque ripple in a switched reluctance motor (SRM) by current profiling, a high-performance current controller is necessary. This study presents a high-performance current controller for SRM drives. A Bspline neural network is used to model the non-linearity of the SRM and estimate back electromotive force (EMF) and incremental inductance on-line in real time. The on-line modelling scheme does not require a priori knowledge of the machine?s electromagnetic characteristics. Based on the on-line estimated parameters, a current controller with adjustable PI gains and back-EMF decoupling is implemented. The performance of the current controller has been demonstrated in simulation and experimentally using a four-phase 8/6 550 W SRM drive system.