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磁悬浮球形飞轮不平衡振动前馈抑制与实验

         

摘要

针对磁悬浮球形飞轮转子存在的不平衡振动,建立磁轴承-球形转子动力学模型,提出了一种不平衡振动前馈抑制方法.依据达朗伯原理,将转子不平衡质量矩等效至转子两端配重面,得到了转子两端的轴承动反力.为维持球面磁极气隙的球壳形状,消除磁拉偏负力矩,将高速转子球心与定子球心始终重合.分析了转子质心偏离旋转轴引起的离心力,计算了转子质心偏离球心后,因电磁悬浮力始终指向转子球心而引起的偏转负力矩.仿真结果表明:转速为8 000r/min,转子两配重面内不平衡质量矩处于对角位置且大小相等时,对转子施加前馈抑制,转子径向振幅从13.8μm减少至3.3μm,减少约76.1%,轴向振幅从21.6 μm减少至5.6 μm,减少约74.1%.实验结果与仿真结果一致,验证了转子不平衡振动模型的正确性和前馈抑制方法的有效性.

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