动静压轴承支承电主轴服役精度保持用磁力减载研究

为了保持动静压轴承支承电主轴的服役精度,提出采用电磁力消减静动态加工力的方案并研制了一套磁力减载系统。以磨床为例,建立电主轴系统的动力学模型,获取了载荷与轴端位移的关系;估算了磨削加工时产生的静态和动态加工力,提出了服役精度保持的静/动载荷需求;设计并建造了磁力减载系统,包括结构和测控两个模块;其中,结构模块特色在于磁力减载组件配备有万向支撑方案,测控模块支持开环和闭环两种控制策略;设计专项试验验证了减载系统的性能。研究结果表明:不转时减载组件可实现约35 N静载和28 N幅值谐波动载功能,初步证明采用电磁技术消减机床加工力是可行的。针对引入减载装置的电主轴系统,采用人工调节电流的开环控制策略更有效。

基于非线性等效磁路模型的水轮发电机组转子系统电磁磁力减载分析

为提高水轮发电机组转子系统的电磁减载力,充分考虑磁路饱和情况的影响,建立了电磁减载装置的非线性分段等效磁路模型,将粒子群算法应用到该磁路模型的求解中。以HL100-LJ-210水电机组为实例,分析了其电磁减载力随电路的变化规律。通过有限元法验证了该计算方法的可行性;利用该方法对磁路饱和情况进行估计;并针对装置存在的磁饱和问题提出了相应的解决措施,有效地提高了电磁减载力,为改善水轮发电机组推力轴承运行条件提供了理论依据。

立轴式水轮发电机组转动部分电磁磁力减载系统研究

为解决水轮发电机组转动部分电磁磁力减载过程中存在磁饱和严重和减载力不足的问题,在对单环式电磁减载结构研究的基础上,提出了多环改进电磁结构。应用电磁磁力减载原理,结合实例利用有限元法分析了单环式电磁减载结构存在的问题,并研究了多环结构布线槽个数和齿槽分配关系对电磁减载力的影响。证实了多环结构能有效解决单环结构的磁饱和问题,同时多环改进结构可大幅增加电磁力,能够满足减载要求,进而减轻推力轴承的轴向负荷,提高水轮发电机组运行的可靠性。

水轮发电机组转子部分电永磁磁力减载系统研究

为解决传统水轮发电机组的混合磁力减载系统存在占用空间过大、现场不易安装的问题,在原电磁磁力减载系统基础上设计了电永磁磁力减载系统,分别采用有限元方法和磁路法进行模拟仿真和减载力解析计算。结果表明,相比原电磁磁力减载系统,该系统减载力得到了一定的的提高,可以达到适当减小系统占用空间的目的,且计算简单,精度满足工程要求。