超高速永磁电机转子机械强度的实验研究

在超高速永磁电机运行时,电机中的永磁体会因难以承受巨大的离心力而破损。为了解决这一问题,基于1台超高速永磁电机,对电机转子的机械强度进行了仿真分析和实验研究。首先,基于1台超高速永磁电机,对其进行了应力有限元仿真,分析了护套厚度、过盈量、温度、旋转速度对转子应力的影响程度及其灵敏性;然后,基于上述分析结果获得了高机械强度转子的设计方案,并对不同运行工况下的超高速电机转子的应力进行了校核;最后,加工出了1台额定功率为7 kW、额定转速为150000 r/min的超高速永磁电机,并对其进行了机械强度运行实验和空载特性测试。实验测试结果表明:永磁体应力在不同工况下均表现为压应力,其最大值为109 MPa,安全系数大于6,尚有较高的裕量;而护套应力的最大值为967 MPa,安全系数大于2,说明与永磁体相比,护套更易达到极限机械强度;同时,样机测试的空载反电势为362 V,与计算值的吻合度在98%以上,且该转子在超速运行数小时后,未见任何损坏。研究结果表明:所设计的电机转子具有高可靠性,可以满足电机超高速运行的需要。

一种盘式永磁无刷直流电机定、转子机械结构的设计法则

主要针对盘式永磁无刷直流电机(DPL-BM),提出其定、转子机械尺寸的设计与分析的方法以及定、转子磁极材料的选择。以可行性三角形法则(Feasibletriangletechnique)来设计电动机的尺寸,这种方法可以使得定子经过相对应转子的磁通最大,可提高电动机的功率密度,减小电动机转矩的波动。

一种基于单片机的转子机械高速数据采集系统

为实现单片机监测转子机械运行状态，设计了一种新的以８０９８单片机为核心的数据采集系统。它采用简单灵活的硬件电路控制Ａ／Ｄ转换时序逻辑，实现了高速定间隔多通道巡回数据采集。较好地解决了８０９８单片机在数据采集速度方面的瓶颈问题。本文着重讨论系统的设计思想、硬件功能、软件设计以及关键技术。

基于机器视觉的水电厂机械转子自动吊装系统

为帮助水电厂中发电机转子完成精准自动吊装,利用机器视觉方法中的相机标定与二进制编码方法,设计水电厂发电机转子自动吊装系统。硬件分为上机位模块与下机位模块,主控有远程操控、多数据存储、快速通信等功能,可辅助完成高精度、高速度的定位吊装运动。软件部分将设计的标识点固定在发电机转子顶部,通过解码处理检测到多个标识点角点;利用欧拉角函数转换平移旋转矩阵与平移旋转向量,完成相机标定;使用姿态解算得到被吊装的发电机转子和目标位置间距离,通过远程操控和标定实现自动吊装。实验结果表明,所设计系统的视觉误差速度曲线为最佳状态,位姿定位精度较高,可以实现发电机转子的精准吊装。

1.1 MW高速内置式永磁同步电机新型转子拓扑设计与强度优化

大功率高速永磁电机中通常采用绑扎碳纤维护套的方式来降低转子应力,然而护套厚度过大会导致等效气隙增加,电机性能随之降低。针对这一问题,设计了一种具有新型转子拓扑结构的1.1 MW、18 000 r/min的内置式高速永磁同步电机。该结构采用永磁体分段设计,并增设加强筋,分担转子隔磁桥处的应力,使护套厚度得到有效降低。同时,将转子外部隔磁桥处替换为非导磁填充块,阻断漏磁路径,提升永磁体利用率。最后,有限元分析结果表明,相较于初始模型,新型结构电机在等效气隙增大1.5 mm的情况下,输出转矩达到600.44 N·m,增加了16.86 N·m,并且新型转子铁心最大应力降低了496.82 MPa,转子结构的机械强度得到显著提高,可为大功率高速永磁电机转子拓扑设计提供参考。

汽轮发电机组转子机械故障模糊诊断系统研究与开发

介绍了基于Windows中文环境下开发的汽轮发电机组转子振动模糊诊断系统研究方法、设计思路及实现技术.

基于DPSO-BP的机械转子故障诊断

信号特征提取的方式直接影响故障诊断的结果,因此提出一种新的特征向量组合方式从而进行有效故障模式识别,以从原始信号中提取出能够最大程度地表征其所包含信息的信号特征。将经过经验模态分解后得到原始信号的有效IMF分量的能量以及信号的能量熵相结合作为特征向量。由于机械转子故障诊断缺失情况时有发生,提出采用DPSO算法优化BP神经网络的方法。该方法主要通过优化神经网络的初始权值和阈值的方式对BP神经网络进行改进。结果表明:与传统的BP神经网络模型相比,改进后的BP神经网络模型迭代次数大幅度减少,训练时长也相应缩短,模型的训练精度以及故障诊断的正确率也得到提高。

旋转机械转子振动数据采集分析系统

介绍了旋转机械转子振动数据采集分析系统，论述了转子振动监测原理，并详细讨论了系统构成特点和系统硬件。

等温锻造温度对机械转子用2524铝合金高温性能的影响

以不同的等温锻造温度成形了机械转子用2524铝合金,并进行了高温磨损和高温抗氧化性能的测试与分析。结果表明,随等温锻造温度从350℃增大到475℃,试样的高温磨损和高温抗氧化性能均先提高后下降。机械转子用2524铝合金的等温锻造温度优选为425℃。

热处理工艺参数对Cr2Ni4MoV钢机械转子性能的影响

采用不同淬火温度和回火温度对Cr2Ni4Mo V钢转子进行了热处理,并进行了耐磨损性能和热疲劳性能的测试与分析。结果表明：在试验条件下,随淬火温度和回火温度的提高,转子的耐磨损性能和热疲劳性能均先提高后下降;当淬火温度为860℃、回火温度为600℃时,转子的磨损体积最小,主裂纹深度和主裂纹宽度最小,耐磨损性能和热疲劳性能最佳。Cr2Ni4Mo V钢转子的热处理工艺参数优选为：淬火温度860℃、回火温度600℃。

旋转机械转子的现场动平衡

介绍了用ＧＺ－４Ｂ型测振仪对旋转机械进行现场平衡的方法。利用此法可迅速确定不平衡量的大小、方位，不仅可以进行单校正面平衡，也可以进行双校正面平衡。

机械转子动平衡工艺的理论与实践

由于科学技术的不断进步和工业的飞速发展,各类机械转子的转速都在不断地提高,从而对转子的动平衡质量的要求也越来越高,动平衡工艺已成为机械制造领域中一项非常重要的内容了,对于电机、机床、汽车、发动机等制造行业更是如此.本文从动平衡的最基础的基本概念出发,简明扼要地论述了动不平衡量的本质、度量及测量的基础理论、平衡解算的基本原理,并对动平衡实践中的一些重要问题作了提示性的探讨.期望对从事机械转子制造及动平衡设备使用,维修人员能有一定的参考价值.

SPWM变频调速与机械转子系统起动非平稳过程建模

考虑到机电特征参数变化对机械转子系统产生影响,建立一种基于SPWM(sinusoid pulsewidth modulation)技术的变频器笼形异步电机机械转子的机电耦合系统模型,并利用该模型对系统起动非平稳过程进行研究。结果表明,所建模型对机电耦合系统动力学规律研究有参考价值。

双盘机械悬臂转子轴承碰摩故障检测方法

为解决传统轴承碰摩故障检测方法存在检测精度较低的问题,提出一种基于图谱特征分析和模糊聚类的双盘机械悬臂转子轴承碰摩故障检测方法.采集双盘机械悬臂转子轴承碰摩故障检测的数据,利用高阶统计信号分析方法构建数据样本分析模型;采用功率谱特征提取方法对采样的轴承故障数据进行故障异常特征检测,提取故障特征图谱;采用模糊C均值聚类分析方法对故障特征图谱进行故障分类识别;结合多元线性融合方法分析双盘机械悬臂转子轴承碰摩故障因子,引入相关性图谱分析方法,完成故障检测.仿真结果表明:该方法故障检测精度较高,平均可达到98%,且稳定性较好,具有一定的应用价值。

旋转机械转子现场动平衡

旋转机械设备转子一旦失衡就不能正常运转，大多数工矿企业是将转子拆下，送到专用平衡机上进行平衡，其过程长、影响生产。现场动平衡是不拆卸转子，在设备所在的现场实施平衡的一种方法。本文介绍作者自１９８４年探索掌握的转子现场动平衡技术，为本公司的转炉高压鼓风机、反射炉引风机、余热发电汽轮机等大型转子和冶炼、化工、矿山等设备的中小型转子、叶轮做了大量的动平衡，还应邀为其它钢铁企业各类设备的大中型转子做现场动平衡，取得了良好的技术效果，解决了生产中的重要问题，在理论和实践中积累了较丰富的经验。

转子启动过程HMM故障诊断方法研究

如果转子机械系统存在潜在的缺陷,那么在转子启动过程的振动信号中就会出现异常现象.因此研究转子启动过程的故障诊断方法对于选择合理的应变措施是至关重要的.该过程的故障可以看作是若干主变量依赖于时间的动态模式.隐Markov模型(HMM)已经证明是学习动态时间序列的概率模型的最广泛应用的工具之一,它可以使用一个隐变量来模拟系统的动态行为的变化.实验证明,HMM可以对转子启动过程的故障进行有效的模拟诊断.

神经网络在大型回转机械故障诊断中的应用

利用人工神经网络对大型回转机械中的常见故障进行分类和识别。首先讨论了如何从现场故障振动信号中提取故障特征;然后利用一个隐层的BP网络对故障特征进行训练,在训练信息不完备的情况下,就神经网络对组合故障的出现进行了计算,最后利用工厂实际数据进行比较和验算,结果令人满意。

混合SVM-HMM方法在旋转机械启动过程故障诊断中的应用研究

提出了旋转机械启动过程故障诊断的一种新框架—混合SVM-HMM方法。该方法把SVM的输出信息通过sigmoid函数和高斯模型转化为后验概率的形式,并把它引入到HMM模型隐状态的观测概率。根据模拟实验数据计算表明,该方法是十分有效的。

大型回转机械故障的组合网络识别方法

神经网络通过对故障样本的学习后，对未知故障的样本具有较高的正确识别率．从神经网络对故障的识别检验结果中发现，神经网络对单一故障的分类与对组合故障的分类效果相差较大．文中分析了产生这一现象的原因，并利用组合网络来克服单一网络对组合故障分类精度不够高的缺陷．

齿轮耦合的转子-轴承系统非线性动力特性的研究

在考虑齿轮时变啮合刚度、齿侧间隙、脱齿、挤齿及齿背接触 等因素的情况下，建立了齿轮耦合的转子—滑动轴承系统的多自由度动力学模型。用数值方 法研究了该系统的质量不平衡响应，结果发现，由于齿轮时变啮合刚度的影响，随着转速的 增加，系统动力学响应首先由周期运动向准周期运动变化，当转速超过某一值时，系统的响应将由准周期运动发展为混沌运动；由于混沌运动，转子将沿齿轮中心线方向产生很大的变 形，脱齿、齿背接触及挤齿现象也将发生，可能导致系统产生破坏。