一种电磁式高静-低动刚度隔振系统建模与特性分析

为改善传统线性隔振系统尺寸参数确定后就无法取得更低起始隔振频率的缺陷,基于电磁线圈嵌套永磁体结构,提出一种具有高静-低动刚度特性的电磁式可变刚度隔振系统.采用分子电流法建立隔振系统磁力的数学模型;充分考虑隔振系统力学模型中二次与三次非线性刚度项的影响,建立单自由度被动隔振系统强非线性动力学模型;采用增量谐波平衡法(IHB)求解动力学模型,分析激励、电流等对隔振系统位移传递率的影响规律;构建实验测试系统,验证所提出新型隔振系统的有效性.实验结果和理论计算表明:通入电流比未通入电流时隔振系统的起始隔振频率降低了19.25%,拓宽了隔振频带,实现了其对不同振源的适应性.

高速永磁电机电磁轴承转子系统的动力学及实验研究

高速永磁电机由于其转速高、体积小和功率密度大等优点,在众多行业有着非常广阔的应用前景,然而转子的高速旋转也对其支承系统提出了很高的要求。电磁轴承作为一类非接触式支承系统,非常适用于高速永磁电机。针对一台40 000 r/min、50 kW的高速永磁同步电机进行了电磁轴承转子系统设计,具体包括承载力设计、控制器设计、电流/位移刚度实验标定以及系统性能分析。最后对该支承系统进行实验研究。实验结果表明,高速永磁同步电机在额定转速范围内,电磁轴承转子系统可以稳定工作,进而验证了该设计方法的合理性。

电磁轴承系统的位移刚度和电流刚度特性研究

以实际应用的电磁径向轴承和推力轴承为研究对象,从理论上详细分析差动激磁方式作用下的位移刚度和电流刚度的特性,探讨位移刚度和电流刚度对系统性能的影响。研究表明,在工程误差允许范围内,位移刚度和电流刚度可视为定值,即此时电磁力方程在应用上存在较大的线性区间,因此简化的线性化模型完全可满足控制器设计的需要,且线性区间随着控制精度提高而减小。研究结果为深入了解电磁轴承系统在可能工作范围内的全部性能以及控制器设计提供依据。

圆锥形磁悬浮轴承的三维有限元分析

圆锥形磁悬浮轴承只用一对径向轴承即可完成主轴的径向与轴向控制,但由于其定、转子铁心呈锥形结构,使轴向与径向间存在耦合,增加了分析计算的复杂性,同时对其电磁场的分析必须采用三维模型。利用ANSYS有限元软件对磁悬浮轴承进行三维电磁场计算,分析了磁感应强度的空间分布、轴承径向与轴向间的耦合效应,同时计算了电磁力随控制电流和轴承位置的变化关系,并与磁路法的结果进行了比较,在此基础上得出了磁悬浮轴承的电流刚度系数和位置刚度系数。

电涡流式位移传感器低温标定系统及其误差分析

介绍了一种能在 2 0K～ 30 0K温度范围内对电涡流式位移传感器进行静态标定的系统 ,着重分析了该系统的温度及位移误差 ,并对传感器进行了 2 0K ,90K的标定实验。该标定系统具有多通道数据采集与处理、自动温控、观察窗可视操作等特点 ,工作区温控精度优于± 1K ,位移给定精度0 0 0 1mm。经适当改进后还可对其它原理位移传感器进行低温标定。

基于在线动平衡的磁轴承参数辨识

针对磁悬浮刚性转子系统,提出了一种基于在线动平衡的磁轴承参数辨识方法。采用已知大小和相位的不平衡质量作为激振源,根据动平衡仪测得的转子不平衡响应,求得磁轴承位移刚度和电流刚度。利用某型磁悬浮控制力矩陀螺对该方法进行了实验验证,得到了一定转速范围内的磁轴承位移刚度和电流刚度,证明了该方法的正确性和实用性。实验结果表明,外转子型磁轴承位移刚度和电流刚度随转速的增加而下降明显。

无轴承电机绕组轴线及控制系统刚度系数测定

针对无轴承电机悬浮控制系统模型中,两套绕组轴线坐标角度与模型刚度的确定均建立在一系列假设条件下,使实际数值与理论数值之间存在较大误差,且目前尚无对两套绕组轴线坐标关系及控制系统模型系数的精确测定方法,根据感应型无轴承电机气隙磁场的固有特性,建立了含两套绕组轴线坐标关系与转子偏心的磁悬浮力数学模型,提出了直接测定两套绕组轴线坐标关系及悬浮力模型系数的实验方法,精确测定出两套绕组坐标关系及控制系统的模型系数,可使无轴承电机实现精确控制。

电涡流位移传感器在微间隙测量中的特殊应用

针对封装后的试件内部微小装配间隙及在振动环境下间隙动态变化的测试需求,采用电涡流位移传感器进行非接触式间隙测量的解决方案,实现了静态微小间隙和动态位移响应的精确测量,并给出了试验测试实例。测试结果表明,该方法对工程应用中特殊结构间静态间隙及其动态响应测量有实际参考意义。

电涡流位移传感器在FY-3卫星G型辐射制冷器上的应用

电涡流位移传感器是利用电涡流原理来实现对位移的非接触式精密测量的一种微型器件。FY-3气象卫星有效载荷中分辨率光谱成像仪(MERSI)采用大冷量G型辐射制冷器冷却碲镉汞(HgCdTe)红外探测器,即长波红外和短波红外线列探测器,分别安装在辐射制冷器二级和一级上。G型辐射制冷器的后光路由于温度的降低和残余应力的存在会发生一定的不规律变形,必须测量此形变,确定低温下后光路的位置,便于对后光路进行低温红外光学校正。电涡流位移传感器是在真空和低温条件下测量此形变的合理选择。

车身电涡流位移传感器的一种标定方法

电涡流位移传感器可以作为电控柴油机油泵齿杆位移传感器，对其进行标定是实际应用中面临的重要问题。文中叙述了一种较为可行的标定方法，其标定的基本原理为：线圈的等效电感 L和被测物体与传感器线圈的距离 x存在一定的函数关系，利用这种函数关系用调频法进行测量，标定系统由测量电路、高稳定度稳压电源、数字频率计、被测导体及被校位移传感器组成。标定结果表明此种方法是可行且有效的。

电磁轴承静态支承特性分析与测试方法

电磁轴承作为磁悬浮转子系统的核心部件,其静态支承特性对于系统的动力学行为有关键性的影响。分析得到了电磁轴承的线性电磁力模型,并采用解析和有限元法计算了其电流和位移刚度系数。在此基础上,针对实际系统中的轴承刚度参数与基于设计参数得到的理论值偏差较大的问题,提出了一种不依赖外部装置且无需施加外部载荷,适用于卧式电磁轴承装置的电流和位移刚度等参数的通用测试方法。该方法克服了已有测试方法需借助辅助设备及操作复杂等缺点。最后,对该方法进行了试验验证,证明了所提测试方法的有效性。

空间刚架结构屈曲及后屈曲失效过程分析

本文应用非线性杂交应力单元进行空间刚架结构大挠度屈曲及后屈曲失效过程分析.采用了一种根据当前刚度参数而交替使用载荷、位移控制迭代来追踪屈曲路径、临界载荷的数值计算方法.计算结果表明,本方法确是行之有效,并对工程实际设计有一定的参考价值.

非接触式R-test测量仪的现场标定方法研究

R-test测量仪是用于五轴数控机床转动轴结构误差测量的专用设备,其标定的准确性和可实施性是保证测量精度的重要前题。研究了一种采用电涡流位移传感器的非接触式R-test测量仪现场标定方法。该方法可直接在被测量机床上实施,利用机床直线轴的高精度微量移动完成仪器测量坐标系和传感器感应平面的标定。在标定完成后,通过样机的现场标定实验和精度验证,验证所提出标定方法的精度和可实施性。最后证明了该方法可减小R-test测量仪在加工装配以及在机床上安装过程所引入的误差对最终测量精度的影响,从而提高R-test测量仪的测量精度和可靠性。

一种电涡流位移传感器动态指标校准装置

文章简述电涡流位移传感器的工作原理及衡量其计量性能的指标,着重介绍了利用本实验室已有的中频振动标准装置,通过加装固定支架,组成动态指标校准装置,实现电涡流位移传感器动态指标的校准。

一种高频响拉杆式位移传感器设计与校准研究

介绍了一种适用于高炮自动机位移测试的拉杆式电涡流位移传感器,分析了高炮自动机位移测试的特点与难点,指出了拉杆式电涡流位移传感器与差动变压器式位移传感器(LVDT)的区别,并介绍了拉杆式电涡流位移传感器的工作原理与组成、关键技术参数与规格、传感器配套放大器的电测法校准、传感器的实验室动态校准以及靶场应用情况。

振动传感器便携式复合校验装置研究

传统振动传感器现场校验装置多为单层台面结构,如果被校验传感器和标准传感器质量相差较大,则会导致振动台台面倾斜,校验误差加大,并且也只能校验振动传感器,对于电涡流位移传感器便无能为力。为解决传统振动传感器校验装置的弊端,提高校验精度和适用性,研发一种振动传感器便携式复合校验装置,不仅可以校验振动传感器,还可以校验电涡流位移传感器,其校验精度明显高于单层台面校验装置,可适应现场狭小空间和快速校验需要。

蒙特卡罗数值模拟法在随机参数转子动力学响应中的应用

本文运用模拟量输出卡和功率放大器生成符合正态分布的随机电流,根据已有的支撑刚度和随机电流之间的线性关系,得出支撑刚度的均值和标准差。在已有的转子系统模型上,利用蒙特卡罗数值模拟方法对随机参数进行模拟计算,得出支撑刚度参数的改变对转子动力学响应位移的影响。

转子-轴承系统中电磁作动器的Ansys仿真及实验研究

通过有限元软件对电磁作动器进行实验工况下的三维有限元仿真,分析在不同电流和转子定子间气隙下的电磁力;建立了电磁作动器电磁力测量装置,对相应电流和间隙下的电磁力进行静态工况下的测量,验证磁场分析结果的准确性。在此基础上根据模拟数据预测轴承的电流刚度和位移刚度,并分析逐渐增大电流达到磁饱和时电磁力随电流变化规律。研究结果表明,基于Ansys软件的三维有限元分析得出的静态电磁力与实验值相比误差小于10%,Ansys软件能够较准确的模拟电磁轴承静态时的电磁力及相应的电流刚度和位移刚度。

表面圆度误差对磁力轴承动力学特性的影响

针对磁力轴承传感器检测表面圆度误差,分析了圆度误差对磁力轴承电流刚度和位移刚度的影响,以及对常规PID控制下磁力轴承系统阶跃响应的影响。研究结果表明:位移刚度、电流刚度随误差而非线性变化,不利于系统稳定;圆度误差对阶跃干扰下系统超调量和调整时间产生影响,修正PID控制参数能减弱影响。