磁悬浮轴承系统联轴器不对中动态特性研究

为了使含有多跨转子的大型磁悬浮旋转机械系统能够稳定运行,开展联轴器不对中对转子动态特性的影响规律研究.通过将联轴器不对中量等效为施加在转子上的旋转力,建立具有联轴器不对中的磁悬浮转子系统数学模型.基于该模型仿真分析了转子的轴心轨迹和振动频谱,给出转子位移信号中转速二倍频分量幅值与转速、联轴器不对中量之间的关系,并进行磁...     

CT直驱电机电磁设计及有限元分析

先进的医疗CT采用永磁电机直驱结构,提高了系统的响应速度和传动效率,但也对电机本体的振动噪声水平和大型定子加工装配技术提出更高的要求。本文首先根据医疗CT的使用工况计算了直驱电机的设计指标,从降低转矩脉动、电磁力波的角度,选择了合理的极槽配合,完成电机的基本电磁设计。此外,考虑大型定子的装配问题,在整圈定子基础上设计了分段定子方案,最后,通过有限元分析证明了设计的合理性,并从转矩脉动、损耗等方面对整圈定子和分段定子进行比较。     

重载磁悬浮轴承-转子自适应控制性能

针对磁悬浮轴承-转子大型化、重载化为控制系统设计带来的控制对象数学模型不易精确建立、控制参数较难调节等问题,以磁悬浮卧螺离心机中重载转子为研究对象,采用自适应控制方法进行控制性能研究. 设计支撑卧螺离心机的磁悬浮轴承-转子系统,转子长度约为3.4 m,质量约为1 090 kg. 通过仿真和试验验证了自适应方法可实时调节的控制性能,使得磁悬浮轴承支撑的重载转子稳定旋转至约4 740 r/min,转速较传统滚动支撑提高了50%以上,可以有效提高离心机的分离效率,通过ISO14839验证了稳定裕度及振动水平位均在B级安全以内.     

响应面在磁悬浮轴承转子模型修正中的应用

精确的磁悬浮轴承转子有限元模型对转子动态特性的研究及控制器的设计有着重要的作用。对于磁悬浮轴承转子的硅钢片圈、传感器基准环和光轴的过盈配合,有限元模型采用简化处理,使得转子弯曲刚度产生误差。为了获得精确的磁悬浮轴承转子有限元模型,需要利用响应面代理模型对有限元模型进行修正。以一个磁悬浮轴承转子为例,以模态频率和振型相关系数(MAC)为目标建立响应面,对转子的有限元模型进行修正。建立的响应面精度很高,修正后的有限元模型分析的模态频率、振型向量和试验值基本一致。结果表明,应用基于响应面的磁悬浮轴承转子模型修正方法修正过的有限元模型更加精确。     

磁悬浮轴承横向磁通传感器设计与分析

横向磁通传感器因结构紧凑和高检测精度在磁悬浮轴承系统中具有广阔的应用前景。 随磁悬浮轴承技术的发展,对横 向磁通传感器的检测性能提出了更高要求。 为进一步提升横向磁通传感器的性能,满足磁悬浮转子高精度位移监测需求,本文 针对灵敏度指标对传感器进行设计与分析。 通过建立传感器的数学模型和电磁场有限元分析,研究了激励频率和线圈参数之 间的关系。 对传感器线圈匝数与灵敏度的相关性进行了数值研究,从检测转子的角度分析了趋肤效应对传感器灵敏度的影响。 设计了传感器信号处理电路实现由位移信号到电压信号的转换,并搭建实验平台对传感器的输出特性进行测量。 实验结果表 明,当灵敏度为 20 mV/ μm、检测范围为±500 μm 时,传感器的线性度为 0. 69% ,且具有良好的动态特性,适用于磁悬浮轴承系 统的转子高精度径向位置检测。     

磁悬浮分子泵转子振动抑制研究

磁悬浮分子泵具有工作转速高、转子极转动惯量大等特点,针对磁悬浮分子泵转子在升速过程中出现的弯曲模态振动以及涡动模态振动,提出了一种基于滤波交叉反馈与陷波器的大转动惯量磁悬浮转子控制方法。建立磁悬浮轴承-大转动惯量刚性转子系统数学模型,求解得出转子涡动模态频率,根据该模型分析了滤波交叉反馈控制器对涡动模态振动的抑制效果,并且设计了陷波器用于抑制不同转速下的转子弯曲模态振动。试验结果表明,磁悬浮分子泵稳定升速至工作转速18 000 r/min,转子振动位移为35μm,弯曲模态振动以及涡动模态振动得到了有效抑制。