本文在一般五自由度磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一磁懸浮阻尼器,研究了帶阻尼器磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:1)論述了系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)方法;建立了加阻尼器前后磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。2)分析磁懸浮阻尼器對(duì)系統(tǒng)性能的影響。編寫(xiě)了相關(guān)程序,分析了加阻尼器前后磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域、固有頻率及相應(yīng)的振型、不平衡響應(yīng)。3)分析了傳感器時(shí)間常數(shù)、功放時(shí)間常數(shù)和陀螺力矩對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域、固有頻率及相應(yīng)的振型、不平衡響應(yīng)的影響。4)設(shè)計(jì)制作了試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械裝置、傳感器、控制器、功率放大器等。5)通過(guò)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析和高速旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)分析了加阻尼器前后磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域、固有頻率及相應(yīng)的振型、不平衡響應(yīng);通過(guò)對(duì)系統(tǒng)在靜態(tài)下和高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下控制參數(shù)的穩(wěn)定區(qū)域的實(shí)驗(yàn)研究,分析了時(shí)間常數(shù)和陀螺力矩的影響。 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

懸浮軸承和轉(zhuǎn)子。本章簡(jiǎn)要介紹系統(tǒng)的各個(gè)組成部分。2.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2.1加阻尼器后磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 2.1圖 2.1 磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2 系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)2.2.1 傳感器的選擇位移傳感器的性能決定系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)子位置的控制精度,磁懸浮軸承根據(jù)傳感器檢測(cè)的位移信號(hào)來(lái)調(diào)整電磁力的大小和作用方向,進(jìn)而使轉(zhuǎn)子恢復(fù)其理想位置。傳感器必須滿足以下幾個(gè)性能指標(biāo):靈敏度、信躁比和分辨率、穩(wěn)定性、響應(yīng)寬帶、線性度,可靠性,磁懸浮軸承系統(tǒng)的傳感器還必須是非接觸式,并且能高精度的測(cè)量軸的位移，避免造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。目前多采用電渦流傳感器,其基本原理是利用通電檢測(cè)線圈的電磁場(chǎng)與被測(cè)體內(nèi)產(chǎn)生的電渦流的電磁場(chǎng)之間的相互作用,引起線圈等效電感和等效電阻的變化,從而把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電參數(shù),達(dá)到檢測(cè)的目的。它的最大優(yōu)點(diǎn)是靈敏度和分辨率高,頻率響應(yīng)好,體積小,可靠性高

圖 2.3 徑向磁懸浮軸承實(shí)物圖 圖 2.4 推力磁懸浮軸承實(shí)物圖徑向磁懸浮軸承有前后兩個(gè)，結(jié)構(gòu)形狀基本一樣。2.2.5 磁懸浮阻尼器的設(shè)計(jì)磁懸浮軸承在沒(méi)有外加控制時(shí)具有負(fù)剛度，系統(tǒng)本質(zhì)不穩(wěn)定。選擇合適的控制策略與控制參數(shù)，使軸承具有合適的剛度與阻尼以支承轉(zhuǎn)子并使系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)性能，這就是所有相關(guān)公開(kāi)文獻(xiàn)所研究的主動(dòng)磁懸浮軸承。為抑制細(xì)長(zhǎng)轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)行時(shí)的彎曲模態(tài)振動(dòng)，可考慮在兩個(gè)徑向磁懸浮軸承的基礎(chǔ)上增加磁懸浮阻尼裝置。該阻尼裝置不能有支承剛度，以避免對(duì)低轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子的剛體模態(tài)振動(dòng)產(chǎn)生超靜定約束。為了實(shí)現(xiàn)這樣的裝置，可在合適位置增加一個(gè)徑向磁懸浮軸承，并對(duì)該軸承施加合適的控制參數(shù)，使控制所產(chǎn)生的正剛度與軸承本身所具有的負(fù)剛度抵消，則附加磁懸浮軸承的支承剛度等于或接近于零，而成為磁懸浮阻尼器。2.2.6 轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 2.5。轉(zhuǎn)子總長(zhǎng) 828mm，轉(zhuǎn)子鐵芯外徑 39.7mm，轉(zhuǎn)子鐵

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]磁力軸承支承的轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 吳華春.武漢理工大學(xué) 2005
[2]用于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電磁輔助支承的研究[D]. 李慧敏.浙江大學(xué) 2004

碩士論文
[1]磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 趙鵬.武漢理工大學(xué) 2005
[2]磁浮軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 劉穎.西安理工大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3595615