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高速永磁电机电磁轴承转子系统的动力学及实验研究 被引量:35
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作者 田拥胜 孙岩桦 虞烈 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期116-123,18,共8页
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 k... 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。 展开更多
关键词 高速永磁电机 电磁轴承转子系统 承载力设计 控制器设计 电流/位移刚度标定 性能分析 实验研究
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主动电磁轴承转子系统振动模态的分析研究 被引量:11
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作者 周朝暾 汪希平 严慧艳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第10期1163-1165,1197,共4页
概要介绍了电磁轴承支承下多质点柔性转子振动模态计算分析方法 ,对一套低温制氧高速透平膨胀机的电磁轴承转子系统的振动模态进行了分析 ,阐述了电磁轴承转子系统振动模态与传统油膜轴承转子系统振动模态的不同之处 ,指出了振动模态分... 概要介绍了电磁轴承支承下多质点柔性转子振动模态计算分析方法 ,对一套低温制氧高速透平膨胀机的电磁轴承转子系统的振动模态进行了分析 ,阐述了电磁轴承转子系统振动模态与传统油膜轴承转子系统振动模态的不同之处 ,指出了振动模态分析对电磁轴承系统传感器安装位置设计的重要性 ,及传感器安装位置的设计原则。 展开更多
关键词 电磁轴承转子系统 转子动力学 临界转速 振动模态 传感器
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二自由度电磁轴承转子系统的动力学分析
3
作者 陈淑婕 李欣业 +1 位作者 张华彪 张利娟 《河北工业大学学报》 CAS 2021年第5期61-66,共6页
根据麦克斯韦电场理论得到的电磁力模型并结合PD控制理论,在差动激磁方式下建立了二自由度电磁轴承转子系统的动力学方程。基于多尺度法对泰勒展开后的方程进行摄动分析,求得了关于系统振幅和相位的平均方程。利用同伦延拓法对平均方程... 根据麦克斯韦电场理论得到的电磁力模型并结合PD控制理论,在差动激磁方式下建立了二自由度电磁轴承转子系统的动力学方程。基于多尺度法对泰勒展开后的方程进行摄动分析,求得了关于系统振幅和相位的平均方程。利用同伦延拓法对平均方程进行求解,得到了系统的幅频特性曲线,发现幅频特性曲线表现出明显的滞后现象,在升速和降速通过共振区域时都会发生跳跃,利用数值仿真对解析计算的正确性进行了验证。分析了电流及控制参数对幅频特性曲线的影响,研究表明共振区域的最大振幅及其对应转速随着电流的增大而增大,随比例系数的增大而减小。 展开更多
关键词 电磁轴承转子系统 非线性动力学 PD控制 多尺度法 数值仿真
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多种非线性因素下电磁轴承转子系统运动稳定性分析
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作者 滕汉卿 穆然 《河南科技》 2021年第26期54-58,共5页
本文以经典的Jeffcott转子系统为基础建立了电磁轴承转子系统模型,在综合考虑电磁力、质量偏心力等非线性因素的基础上建立系统运动微分方程,通过四阶龙格库塔法对系统微分方程进行数值仿真计算,借助分岔图、Poincaré截面图、相图... 本文以经典的Jeffcott转子系统为基础建立了电磁轴承转子系统模型,在综合考虑电磁力、质量偏心力等非线性因素的基础上建立系统运动微分方程,通过四阶龙格库塔法对系统微分方程进行数值仿真计算,借助分岔图、Poincaré截面图、相图等探讨此类转子系统随系统参数变化的分岔特性及演化过程,并判断系统的周期运动稳定性。结果表明,该转子系统在加速初期有短暂的跳跃震颤现象,后经倍化分岔进入混沌运动状态,并以周期8—周期4—周期2—周期1运动的逆倍化分岔形式退出混沌运动,在后续加速过程中,系统动力学特性越来越复杂。 展开更多
关键词 电磁轴承转子系统 分岔 混沌
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电磁轴承柔性转子系统动态响应分析 被引量:2
5
作者 孙首群 韩琳 卢华阳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2007年第2期241-244,248,共5页
给出了基于多输入多输出(M IMO)系统建模方法的电磁轴承柔性转子系统动态响应优化算法,通过数值仿真实例搜索得到系统最佳工作点。对电磁轴承柔性转子系统动态响应为目标函数的寻优规划的凸凹性进行了判定,对寻优结果作了鲁棒性分析,据... 给出了基于多输入多输出(M IMO)系统建模方法的电磁轴承柔性转子系统动态响应优化算法,通过数值仿真实例搜索得到系统最佳工作点。对电磁轴承柔性转子系统动态响应为目标函数的寻优规划的凸凹性进行了判定,对寻优结果作了鲁棒性分析,据此对寻优结果的可靠性给出了定量结论。计算与分析结果表明:电磁轴承柔性转子系统动态响应寻优规划为非凸规划,通过本文提出的优化仿真方法得到的系统最佳工作点为局部最优解且逼近全局最优解。 展开更多
关键词 电磁轴承转子系统 动态响应 鲁棒性分析
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参数激励电磁轴承-转子系统的混沌特性 被引量:3
6
作者 张海燕 段元民 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第S2期127-129,共3页
研究了参数激励下电磁轴承-转子系统的非线性动力学嗡题,得出了主参数共振情况下的平均方程,得到了平均系统的NormalForm。对平均方程进行数值模拟,结果表明电磁轴承-转子系统在某些参数区域内可以出现全局分叉和混沌运动。
关键词 电磁轴承-转子系统 全局分叉 混沌动力学
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四自由度电磁轴承—转子系统的数学模型与仿真 被引量:6
7
作者 沈钺 虞烈 《机床与液压》 北大核心 2001年第4期23-24,共2页
电磁轴承是一种依靠电磁力支承转子的新型无接触轴承 ,与传统油润滑轴承相比 ,具有许多优越性。但是在系统分析和建模中包括机械结构和控制系统两部分 ,使其数学模型复杂。本文针对四自由度电磁轴承 -转子系统 ,讨论了磁轴承 -转子运动... 电磁轴承是一种依靠电磁力支承转子的新型无接触轴承 ,与传统油润滑轴承相比 ,具有许多优越性。但是在系统分析和建模中包括机械结构和控制系统两部分 ,使其数学模型复杂。本文针对四自由度电磁轴承 -转子系统 ,讨论了磁轴承 -转子运动微分方程和控制系统传递函数 ,建立磁轴承 -转子系统的状态方程 ,并进行仿真。根据系统的仿真结果 ,考察转子轴颈的运动轨迹 ,评估控制算法和优化控制器参数 。 展开更多
关键词 电磁轴承-转子系统 建模 仿真 四自由度 数学模型
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转子—电磁轴承系统动静件碰摩动力特性研究 被引量:2
8
作者 刘占生 鲁建 +1 位作者 吕伟剑 迟鼎南 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期38-45,共8页
对转子—磁轴承系统动静件间发生碰摩时的非线性动力学行为进行了研究,在考虑质量偏心的情况下建立了系统的数学模型,求解了系统的周期解,并结合分岔图、庞加莱映射和频谱分析研究了系统的动态特性,研究表明系统发生碰摩后,随着转速及... 对转子—磁轴承系统动静件间发生碰摩时的非线性动力学行为进行了研究,在考虑质量偏心的情况下建立了系统的数学模型,求解了系统的周期解,并结合分岔图、庞加莱映射和频谱分析研究了系统的动态特性,研究表明系统发生碰摩后,随着转速及偏心率的增加,转子运动中具有连续的周期分岔现象,并走向失稳,其频谱图中组合频率在奇数倍频附近发生了从右到左的频移现象。这些研究结果可用于控制碰摩后电磁轴承的稳定性,避免大事故的发生。其振动频率特征可判别磁轴承系统是否发生了碰摩故障。 展开更多
关键词 碰摩 动力特性 转子-电磁轴承系统 分岔 旋转机构 运动微分方程
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主动磁轴承转子系统动力学特性的研究 被引量:33
9
作者 汪希平 朱礼进 +4 位作者 于良 王文 王小静 张直明 万金贵 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期7-12,共6页
以电磁轴承支承下的高速转子系统为分析对象,以传统的转子动力学分析理论和方法为基础,结合电磁轴承系统分析理论和方法,研究电磁轴承支承条件下转子系统的动力学特性。应用基于系统传递函数的刚度、阻尼特性分析理论和方法,建立用... 以电磁轴承支承下的高速转子系统为分析对象,以传统的转子动力学分析理论和方法为基础,结合电磁轴承系统分析理论和方法,研究电磁轴承支承条件下转子系统的动力学特性。应用基于系统传递函数的刚度、阻尼特性分析理论和方法,建立用于分析电磁轴承转子系统动力学特性的理论和方法。并对一个实用型150m3制氧透平膨胀机样机的研制和试验进行指导和结果验证。 展开更多
关键词 电磁轴承转子系统 转子动力学 稳定性 刚度 阻尼
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电磁轴承-转子系统的非线性动力学行为分析 被引量:1
10
作者 吕宁 李晶 +1 位作者 孟祥雪 张转周 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 2012年第12期99-102,共4页
在考虑非线性碰摩力的基础上,以电磁轴承-转子系统为动力学模型,并对模型进行了无量纲化,用Runge-kutta法对该系统由非稳态油膜力和非线性碰摩力耦合引起的非线性动力学行为进行了数值仿真,得到了该系统随动摩擦因数、系统刚度比、质量... 在考虑非线性碰摩力的基础上,以电磁轴承-转子系统为动力学模型,并对模型进行了无量纲化,用Runge-kutta法对该系统由非稳态油膜力和非线性碰摩力耦合引起的非线性动力学行为进行了数值仿真,得到了该系统随动摩擦因数、系统刚度比、质量偏心量比等参数变化引起的混沌特性,发现该系统在运行过程中存在周期运动、概周期和混沌等丰富的非线性现象。 展开更多
关键词 电磁轴承-转子系统 非线性动力学 碰摩力 分岔 混沌
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一类轴承转子系统的全局动力学行为分析 被引量:1
11
作者 刘熙娟 刘云 +1 位作者 褚衍东 郭丽峰 《东北师大学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期22-28,共7页
研究了一类电磁轴承转子系统在1∶2内共振情形下的全局动力学行为.用数值仿真验证了理论的正确性.其分析结果对抑制转子系统的内共振运动有重要意义.
关键词 多尺度法 同宿轨道 电磁轴承转子系统 范式理论
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移动载体上电磁轴承-转子系统空间位置的动力学建模与分析 被引量:1
12
作者 吴妙妮 蒋科坚 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第12期1400-1408,1446,共10页
针对转子系统在移动载体上的位置参数对其动力学特性的影响问题,对电磁轴承-转子系统在载体上的动力学特性进行了研究。以一个单盘、多质量和单轴承的柔性转子系统为研究对象,对转子系统在载体上的任意安装位置和轴向方向进行了建模;分... 针对转子系统在移动载体上的位置参数对其动力学特性的影响问题,对电磁轴承-转子系统在载体上的动力学特性进行了研究。以一个单盘、多质量和单轴承的柔性转子系统为研究对象,对转子系统在载体上的任意安装位置和轴向方向进行了建模;分析了转子系统在载体上的安装位置和轴向方向不同对其动力学特性的影响;最后利用电磁轴承-转子系统半实物仿真平台进行了测试。研究结果表明:在载体运动条件下,转子系统的安装位置不同会使其运动轨迹中心发生偏移,可能导致转子与定子之间发生局部碰撞;轴向方向不同会使转子系统的运动轨迹大小发生变化,导致转子系统不能稳定运行。因此,当载体在运动时,需要考虑转子系统的位置对其动力学特性的影响。 展开更多
关键词 电磁轴承-转子系统 动力学特性 运动载体 转子建模 安装位置
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磁悬浮支承转子系统动力学特性计算与分析 被引量:11
13
作者 万金贵 汪希平 +2 位作者 江鹏 贾东方 李文鹏 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期405-410,共6页
介绍一种磁悬浮支承条件下的柔性转子系统临界转速及稳定性计算方法,并对其步骤予以详解。该方法基于传统转子动力学中的改进的传递矩阵法,并结合磁悬浮轴承刚度阻尼系数计算的特点,编制了完整的系统临界转速和稳定性计算程序。最后通... 介绍一种磁悬浮支承条件下的柔性转子系统临界转速及稳定性计算方法,并对其步骤予以详解。该方法基于传统转子动力学中的改进的传递矩阵法,并结合磁悬浮轴承刚度阻尼系数计算的特点,编制了完整的系统临界转速和稳定性计算程序。最后通过一个计算实例及其实验结果的验证,表明了该计算方法的有效性。 展开更多
关键词 电磁轴承转子系统 转子动力学 临界转速 稳定性 刚度 阻尼
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磁悬浮支承转子系统动力学特性的实验研究 被引量:8
14
作者 朱礼进 汪希平 +2 位作者 王文 张直明 万金贵 《上海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2002年第3期213-218,222,共7页
电磁轴承作为一种新颖的高性能支承部件 ,具有传统轴承无可比拟的许多优点 .电磁轴承进入应用基础研究阶段后 ,还有许多实际问题需要解决 ,其中之一就是在高速旋转机器中应用时的转子动力学及其稳定性问题 .此文以电磁轴承支承下的高速... 电磁轴承作为一种新颖的高性能支承部件 ,具有传统轴承无可比拟的许多优点 .电磁轴承进入应用基础研究阶段后 ,还有许多实际问题需要解决 ,其中之一就是在高速旋转机器中应用时的转子动力学及其稳定性问题 .此文以电磁轴承支承下的高速转子系统为分析对象 ,研究其动力学特性 .研究的对象是一台 15 0 m3制氧透平膨胀机样机中的电磁轴承转子系统 ,以其三组不同的参数作了临界转速和稳定性计算 .最后 ,分析了观察到的实验现象 ,并与计算结果比较 . 展开更多
关键词 电磁轴承转子系统 转子动力学 稳定性 制氧透平膨胀机 刚度阻尼
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并行环境下产品设计活动序列的研究
15
作者 杨培林 陈晓南 +1 位作者 王陈春 袁丛清 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期709-712,770,共5页
结合电磁轴承 转子系统 ,研究了产品设计过程的建模方法 ,建立了产品设计活动序列的网络模型及其矩阵表达 .基于设计活动的序列网络模型 ,对设计过程中各设计活动序列出现的概率、关键路径及其延续时间作了分析研究 .结果表明 ,这种方... 结合电磁轴承 转子系统 ,研究了产品设计过程的建模方法 ,建立了产品设计活动序列的网络模型及其矩阵表达 .基于设计活动的序列网络模型 ,对设计过程中各设计活动序列出现的概率、关键路径及其延续时间作了分析研究 .结果表明 ,这种方法可以对产品设计过程中的设计活动进行定量分析 ,从而来确定影响产品设计进程的关键环节 ,为并行设计的组织、实施提供指导 . 展开更多
关键词 产品设计 并行设计 设计活动序列 设计过程建模 序列网络模型 电磁轴承-转子系统
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On the optimization problem of model-based monitoring
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作者 L. GINZINGER M. N. SAHINKAYA +2 位作者 B. HECKMANN P. KEOGH H. ULBRICH 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS 2011年第5期1095-1106,共12页
Today there is a big interest in reducing the maintenance costs and in increasing the reliability of machines in continuous operation. Therefore, maintenance on condition is used. State-of-the-art is a trend analysis ... Today there is a big interest in reducing the maintenance costs and in increasing the reliability of machines in continuous operation. Therefore, maintenance on condition is used. State-of-the-art is a trend analysis and a fault prediction made only based on sensor signals and stochastic methods. The identification possibilities of this technique are limited. A new concept for model-based monitoring has been developed for more detailed fault identification. The developed concept determines the condition of a machine after the occurrence of a fault. The concept is based on a simulation including various faults and an optimization tool. The development of a cost function and the optimization is one of the challenges of such a concept. Using an AMB rotor system with an auxiliary bearing, the new concept of model-based monitoring is investigated using experiments and the optimization is discussed in this paper. 展开更多
关键词 基于模型 优化问题 监测 电磁轴承转子系统 基础 故障预报 故障识别 传感器信号
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