磁力轴承

摘要： 旋转机械在运转过程中会在同频或倍频的扰动下产生转子振动,而电磁轴承具有刚度、阻尼可调的优势,能为抑制转子振动提供一种研究思路。以电磁轴承-转子系统为研究对象,验证了PID控制参数与等效刚度之间的关系,并分析控制参数对等效刚度的影响;将电磁轴承支承下刚性转子、柔性转子模型结合有限元分析软件进行对比分析,研究等效刚度对转子系统模态的影响;研究了电磁轴承支承下的振动传递特性,基于电磁轴承-柔性转子模型计算了力传递率,利用有限元软件通过谐响应分析计算了加速度响应,分析结果表明可以通过调节电磁轴承刚度,改变固有频率以减小振动。

摘要： 在磁悬浮转子不平衡振动控制的相关研究基础上,阐述了磁悬浮转子不平衡振动的产生原因、控制原理以及处理方法,讨论了基于轴承电磁力最小和转子振动位移最小这2种控制策略的不平衡振动控制方法,并介绍了该技术在旋转机械中的典型应用案例,最后展望了磁悬浮转子不平衡振动控制研究的未来方向。

摘要： 针对旋转机械中转子不平衡-不对中耦合振动问题,提出了基于离散PD算法并采用电磁力抑制转子耦合振动的控制策略。建立转子-轴承-AMA系统模型,引入转子不平衡和联轴器平行不对中故障力,对离散PD控制策略控制效果仿真分析。搭建试验台,从频域角度对不同频率成分进行选择性控制,针对不平衡-不对中耦合故障以及振动信号中的噪声成分,以振动信号的一二倍频成分为靶向抑制目标,采用可根据转速实时调整陷波频率的陷波滤波器提取测点振动信号的一二倍频成分。仿真分析及试验均说明离散PD控制算法能有效抑制转子不平衡和不对中耦合故障引起的多频振动。

摘要： 针对小型无轴承永磁薄片电动机的设计要求,基于理论计算与有限元仿真设计定、转子,并以转矩和悬浮力为目标设计电动机转矩绕组与悬浮绕组,以转子旋转坐标系为基础设计转子悬浮力直接控制策略。建立仿真模型对转子起浮及电动机升速过程进行仿真,仿真分析表明电动机起浮响应速度快,运行稳定。并搭建试验台进行验证,试验结果表明转子静浮时振动不超过±5μm,转速达到2000 r/min时振动不超过±40μm,实现了电动机的稳定悬浮及旋转。

摘要： 利用电磁轴承单元实现了铣削力的在线测量。首先,将电磁轴承安装于主轴前端,构建电磁-滚动轴承混合支承主轴系统;然后,建立主轴系统的有限元模型,在开环和闭环控制方式下进行铣削力在线测量的理论推导;最后,利用Matlab进行仿真分析,验证了铣削力在线测量的可行性。

摘要： 随着大功率电磁轴承在工程中的广泛应用,其产生的能量损耗越来越大,加之电磁轴承内部结构紧凑,散热较为困难,对电磁轴承的冷却提出了更高要求,有必要对电磁轴承开展冷却优化研究。本文以冷却散热为目的,采用不同冷却方案对某工程项目所用电磁轴承进行了冷却优化,基于仿真计算的方式,对电磁轴承的温度场进行了仿真分析,并根据仿真与试验结果提出优化方案:采用单端内圈冷却方案对定转子温升具有较好的抑制效果。

摘要： 为提高激光切割的加工质量与加工效率,实现离轴式激光切割加工。提出了一种新型的五自由度磁力驱动平台,竖直方向均匀布置4组差动电磁铁,控制悬浮平台实现z轴平动和绕x,y轴回转运动;水平方向均匀布置2组差动电磁铁,控制悬浮平台实现x,y轴方向的移动。建立五自由度磁力驱动平台动力学模型进行仿真分析并搭建样机进行验证,结果表明:该平台满足设计要求,能够实现稳定悬浮,系统采用PID控制时可以很好地消除稳态误差并获得较好的位置控制精度。

摘要： 针对定子磁极回路故障导致电磁轴承转子悬浮失控的问题,提出一种磁通等效容错控制方法,该方法能在2个定子磁极故障时,通过电流磁通影响系数矩阵并得出磁极电流重分配矩阵,重构磁极电流使8个磁极端面磁通故障前后基本不变,达到容错的目的。ANSYS仿真分析表明:2个故障磁极为同极性时,磁通等效方法可以较好地还原磁通,实现容错;2个故障磁极为异极性时,无法在故障磁极处形成磁通回路,磁通等效方法不能还原磁通,无法实现容错。

摘要： 针对主动磁悬浮轴承-储能飞轮转子系统的不平衡振动控制,提出一种基于最小均方误差(LMS)的自适应变步长算法实现全工作转速范围内的振动控制方法。在标准LMS算法的基础上采用一种新的步长因子迭代公式,基于该步长因子下的LMS算法实时识别转子位移信号中与转速同频的振动分量,在位移信号进入控制器之前,通过反馈对这一分量进行不平衡补偿,以实现转子的不平衡振动控制。将该方法应用于基于有限单元法建立的多质量弹性储能飞轮转子仿真模型中,结果表明该方法可显著抑制主动磁悬浮轴承-储能飞轮转子系统的振动。

摘要： 以490 kW天然气压差发电机为研究对象,对其高速电动机的主动磁轴承-转子系统进行稳定性分析。首先,根据实际工况给出的转子系统各部分物理参数设计了三维模型;其次,依据主动磁轴承的支承原理、结构参数和控制系统的相关理论得到转子系统的径向支承刚度和轴向支承刚度;最后,运用ANSYS-Workbench对转子系统进行模态分析得到其一阶弯曲临界转速,确认转子系统在工作转速范围内处于安全状态。

摘要： 本文提出了航空发动机用磁力轴承弱耦合冗余设计思想.给出了弱耦合径向磁力轴承、轴向磁力轴承以及相应控制系统的冗余设计方案.以有限元计算的方法分析了弱耦合冗余磁力轴承的性能,并且与现有的磁力轴承冗余结构进行了分析比较.本文提出的弱耦合冗余磁力轴承方案无论是在无线圈失效、或者是部分线圈失效的情况下,其冗余度和承载力方面均有优势.本文还针对提出方案中电子元器件数量增加的情况,对提出方案从可靠性和冗余度两方面进行综合评估,结论显示:本文提出的弱耦合径向磁力轴承冗余方案以12极为好.

摘要： 临界转速的计算是转子动力学分析的一个基础课题,其计算结果的准确性至关重要。本文以磁力轴承过弯曲临界转速的实验台架为研究对象,采用Samcef Rotor动力学软件,分析了实验转子的临界转速和振型,并深入研究了临界转速与支承刚度的关系。相关结论为磁力轴承控制系统设计提供重要的数值依据。

摘要： 本文深入研究了立式氦气透平发电系统中磁力轴承承载力与转速、材料强度等参数的内在关系。研究发现磁力轴承通过电流产生电磁力维持转子悬浮在工作位置，其工作原理决定了它的承载力与受力面积成正比。轴向磁力轴承转子应力与转速和推力盘尺寸有关；承载力与应力内在关系研究发现承载力受推力盘最大应力限制，与材料许用应力成正比、转速成反比。推力盘材料一定时，轴向磁力轴承载荷存在上限。径向磁力轴承承载力与转子硅钢片直径和长度成正比；一方面直径受限于材料强度和转速；另一方面长度增加会改变转子动力学特性，降低临界转速，因此径向磁力轴承承载力受材料强度和转子动力学特性限制，也存在限值。轴向和径向磁力轴承的承载特性研究可为透平压气机组总体设计提供理论依据。

摘要： 为了验证氦气轮机磁力轴承支挣的技术可行性,搭建了一个1:1模拟转子试验台架。介绍了试验台架的基本结构及关键参数,并在试验台架上完成了系统辨识试验。rn 通过辨识试验,验证了磁力轴承的设计原理及控制方法,积累了设计和运行经验;为控制器的设计优化、转子模型结构的优化分析提供了必要的分析依据。

摘要： 自平衡控制是一种先进的磁力轴承控制方法,它使转子围绕其质心惯性主轴旋转,可消除转子的同频激振力,减小传递到机庳的同频振动。同时,能够降低载荷需求,减轻控制系统设计负担,对于提高系统高速运行的可靠性、改善性能有重要作用和意义。本文根据自平衡控制的理论,设计了相应的实验台架,并进行了磁力轴承的承载力计算和转子动力学分析,为实现理论研究目标奠定了坚实的实验基础。

摘要： 磁力轴承是利用磁场力使轴承稳定悬浮起来且轴心位置可以由控制系统控制的一种新型轴承，是涡轮发动机设计的一项革命性的技术。简述了磁力轴承的发展，总结了磁力轴承较人地改善振动和稳定特性、减少功率损失、提高可靠性、提高故障容限及较大地延长轴承的使用寿命等好处。本文介绍了航空发动机磁力轴承多自由度冗余主动控制、数字控制器和控制算法、磁力轴承功率电子设备、高强度高磁通量磁性材料、高温绝缘绕组和高强度转子叠片材料、一体化的起动发电机和辅助轴承等关键技术。

摘要： 采用磁悬浮轴承不仅可解决高速电机的轴承磨损和寿命问题，而且可降低轴承的损耗和噪声。然而由于磁悬浮轴承定转子之间存在非线性电磁耦合，其动态悬浮力计算与特性分析比较复杂。本文首先基于磁路分析的解析法推导了径向磁悬浮轴承的悬浮力、电流刚度和位移刚度表达式，然后利用有限元法分析了磁悬浮轴承的动态特性和电磁耦合干扰力的影响。并通过一台具体高速电机磁力轴承动态特性的仿真结果，介绍了解析法和有限元法在高速电机磁力轴承动态特性分析中的应用。

摘要： 在磁力轴承系统中广泛使用开关功率放大器,本实验室采用美国德州仪器公司生产的电压驱动型脉宽调制器TL494生成PWM信号驱动功率管,设计了三电平半桥开关功率放大器。本文对TL494的内部误差放大器的正向输入信号进行分析,对原设计的航运放电路进行分析改进,去除冗余电路,新的信号输入电路可以实现双运放电路同样的功能,使电路结构更加紧凑。

摘要： 磁力轴承以其无接触、低能耗、噪声小、寿命长及可进行主动控制等优点,成为核电系统转子的理想支承方式。10MW高泓气冷堆氦风机将实行磁力轴承支承改造。辅助轴承作为磁力轴承-转子系统中的轴助支承结构,是整个系统安全运行的保证,是磁力轴承系统中的关键技术和难点之一。本文采用有限元方法,使用ABAQUS有限元软件分析了氦风机转子模态,建立了辅助轴助轴承模型,并对用于跌落分析的有限元模型假设进行了讨论,为氦风机转子跌落实验提供了重要保障,为承受跌落冲击的辅助轴承理论分析提供了理论分析基础。

摘要： 研究磁力轴承磁场分布对硬盘记录磁场的影响,探讨磁悬浮硬盘磁力轴承磁场分布的可行性,然后测量并分析微型磁力轴承结构中的磁场分布,为磁悬浮硬盘驱动器的研发提供必要的实验依据.

摘要： 本发明公开了一种磁悬浮支撑系统与磁悬浮轴承、复式磁悬浮轴承、磁力定心轴承及转子偏磁减重力装置。所述磁悬浮支撑系统是将具有径向气隙的电机(9)设置在水平转子(19)的中间部位上，然后，把具有径向气隙的相斥型径向磁悬浮轴承(7，12)和具有凸凹形定、转子磁极的相斥型轴向磁悬浮轴承(6，13)以及具有径向气隙的吸引型轴向磁悬浮轴承(8，11)和具有轴向气隙的吸引型径向磁悬浮轴承(5，14)与转子偏磁减重装置对称地分布在电机(9)两侧的转子轴杆(19)而成。并采用现有技术的差动模糊控制方法实现可靠运行。

摘要： 本实用新型磁力泵轴承装置及应用该轴承装置的磁力泵，轴承装置由轴承座(1)、滑动轴承(2)、轴套(3)、左止推轴承(4)、右止推轴承(5)及弹性套(6)组成，其结构简单，加工方便，装配误差小，同轴度更好，运行更加稳定可靠，安装、更换方便，特别适用于功率≤5.5Kw的磁力泵应用。

摘要： 本实用新型磁力泵滑动轴承，其特征是在与止推轴承配合的滑动轴承端面(1)上的轴孔(2)上开有环形回流凹槽(3)，在滑动轴承的端面(1)上均匀分布开有(2)个或多个与环形回流凹槽(3)相切的进液槽(4)，在滑动轴承轴孔(2)上开设有轴向通槽(5)。其结构简单，容易加工，安装方式与普通磁力泵泵滑动轴承安装相同，环形回流凹槽(3)形成稳流回流腔，使滑动轴摩擦副得到良好润滑作用，同时可提高排杂质能力，降低轴承抱死的发生几率。

摘要： 本发明涉及一种磁力轴承，该磁力轴承具有内圈和布置成与内圈同中心的外圈，其中，内圈和外圈借助于轴向磁体和径向磁体相对于彼此以可旋转的方式支撑，其特征在于，该磁力轴承具有支承轴承，该支承轴承在轴向方向和径向方向两个方向上集成到外圈和/或内圈中。

摘要： 提供一种通过省略为了得到磁力轴承的控制电源电压而使用的DC/DC转换器来谋求电路的低成本化、小型化的磁力轴承装置和具备该磁力轴承装置的真空泵。具备：位置检测单元，对旋转体的半径方向位置和轴向位置进行检测；磁力轴承单元，基于由位置检测单元检测的半径方向位置和轴向位置并且通过电磁铁来控制半径方向位置和轴向位置；励磁电路，包含使电磁铁与电源之间断开接通的开关元件；电磁铁电流检测单元，对在电磁铁中流动的电流进行信号检测；电源电压检测单元，对电源的电压进行信号检测；以及脉冲宽度运算单元，按照每个定时运算对开关元件进行脉冲控制的脉冲宽度，脉冲宽度基于由电源电压检测单元检测的电源的电压和由电磁铁电流检测单元检测的电流来运算。

摘要： 一种磁力轴承，设置有径向致动器部分和轴向致动器部分，上述径向致动器部分包括设置有定子磁轭(3)的叠片定子叠层组(2)，其特征在于，定子磁轭(3)与围绕定子磁轭(3)的闭合铁磁结构(9)相联。

摘要： 本发明涉及一种磁力轴承，该磁力轴承具有内圈和布置成与内圈同中心的外圈，其中，内圈和外圈借助于轴向磁体和径向磁体相对于彼此以可旋转的方式支撑，其特征在于，该磁力轴承具有支承轴承，该支承轴承在轴向方向和径向方向两个方向上集成到外圈和/或内圈中。

摘要： 【课题】提供一种通过省略为了得到磁力轴承的控制电源电压而使用的DC/DC转换器来谋求电路的低成本化、小型化的磁力轴承装置和具备该磁力轴承装置的真空泵。【解决方案】具备：位置检测单元，对旋转体的半径方向位置和轴向位置进行检测；磁力轴承单元，基于由位置检测单元检测的半径方向位置和轴向位置并且通过电磁铁来控制半径方向位置和轴向位置；励磁电路，包含使电磁铁与电源之间断开接通的开关元件；电磁铁电流检测单元，对在电磁铁中流动的电流进行信号检测；电源电压检测单元，对电源的电压进行信号检测；以及脉冲宽度运算单元，按照每个定时运算对开关元件进行脉冲控制的脉冲宽度，脉冲宽度基于由电源电压检测单元检测的电源的电压和由电磁铁电流检测单元检测的电流来运算。

摘要： 一种磁力轴承，设置有径向致动器部分和轴向致动器部分，上述径向致动器部分包括设置有定子磁轭(3)的叠片定子叠层组(2)，其特征在于，定子磁轭(3)与围绕定子磁轭(3)的闭合铁磁结构(9)相联。

摘要： 公开磁力轴承、用于磁力轴承的衔铁(2)以及它们的生产方法。在一个实施方案中，公开了衔铁(2)。衔铁(2)包括具有第一末端和第二末端的组套(14)，组套(14)具有彼此相邻设置的绝缘层(8)和涂覆的板(6)。第一压紧环(22)设置在第一末端，第二压紧环(22)设置在第二末端，和轴(4)穿过第一和第二压紧环(22)和组套(14)设置。涂覆的板(6)包括其上设置有涂层(12)的芯板(10)，其中涂层(12)包含选自金属、金属合金、金属氧化物、金属间化合物、多相合金、固溶体和包括前述至少之一的组合的材料。另外，还公开了磁力轴承和装配衔铁(2)的方法。