零偏置电流磁轴承转子系统动态性能的试验研究

建立5自由度磁悬浮轴承转子试验系统,分析有偏置和零偏置电流方式的工作原理,将5自由度零偏置电流方式应用于试验系统中,采用锤击法模态试验、基于频率响应函数的模型修正方法和系统高速旋转试验等方法研究该系统的动态性能,并与有偏置电流方式进行比较。研究结果表明,与有偏置电流方式相比,零偏置电流方式将导致控制参数的稳定区域、系统的模态阻尼以及磁轴承的刚度和阻尼明显减小,系统在各阶临界转速时的振幅较大,但系统仍然可以安全稳定越过第一阶弯曲临界转速。在实际应用中,合理的设计仍可保证零偏置电流磁悬浮轴承转子系统安全稳定运行,特别是在低速或载荷平稳等应用场合,零偏置电流方式能够使得系统具有较好的综合性能。

磁悬浮风力发电机零偏置电流控制策略研究

建立了5自由度磁悬浮轴承支撑的垂直轴风力发电机转子试验系统,研制了零偏置电流模拟控制器,通过试验方法研究了该控制器对系统动态性能的影响。结果表明,零偏置电流控制方式在显著降低磁悬浮轴承电能损耗的同时仍然能够保证垂直轴风力发电机转子系统稳定运行。

同极型结构和零偏置电流控制对磁悬浮轴承损耗影响的试验分析

设计了性能参数相同的同极型和异极型径向磁悬浮轴承并应用于磁悬浮轴承转子试验系统,同时在轴向自由度分别采用有偏置和零偏置电流控制方式,通过试验系统的自由降速试验分析了不同径向磁悬浮轴承结构和轴向电流控制方式对支承损耗的影响.结果表明,同时采用径向同极型结构和轴向零偏置电流控制方式能有效减少磁悬浮轴承的能量损失,对提高全电航空发动机的效率有重要意义.

基于零偏置电流的磁悬浮电主轴动不平衡力抑制

磁悬浮系统在偏置电流控制策略下会产生高功耗,造成温升、热变形以及传感器的温漂等,影响转子的悬浮精度。此外,由于动不平衡力、传感器测量失真以及电机偏心磁拉力等因素影响,会引起转速的同频和倍频振动。该文在传统的零偏置电流控制基础上,提出了基于多频率陷波器的动不平衡力抑制策略。首先,利用零偏置电流控制策略来降低磁轴承功耗,针对零偏置电流策略带来的系统非线性,将电流到位移的非线性系统转化为电磁力到位移的线性系统,再采用线性控制策略设计位移控制器。其次,在零偏置电流策略的基础上,引入多频率陷波器来抑制转子的同频与倍频振动。通过实验对比了不开启同频陷波器控制、仅开启同频陷波器控制以及开启多频率陷波器控制3种情况,验证了所提出的多频率陷波器策略能够有效抑制转子的同频与倍频振动。该方法不仅有效地抑制了转子的周期性振动,还大大降低了磁轴承功耗。

一种集成Y源网络的高升压DC-DC变换器

提出一种集成Y源网络的高升压DC-DC变换器。合理利用Y型支路,一路绕组匝比大于1,另一路绕组匝比小于1,选择合适的匝比组合,能实现比传统耦合电感更高的电压增益。在实现电压高增目的的同时,降低了开关管的电压应力。所提变换器具有传统Boost变换器输入电流连续的优点,且输入电流纹波小,这有利于电池、燃料电池和光伏组件应用。加入的无源钳位结构可将开关管关断时电压尖峰钳位至较低的电容电压,提高了变换器效率、减小了变换器的电磁耦合影响。实现了耦合电感器的零电流偏置,便于小磁芯体积的选择和低磁芯损耗。该文针对所提变换器的工作原理、特性以及参数设计进行详细说明。实验室搭建一台200W的28V输入和380V输出的实验样机验证了所提变换器的可行性。