地铁轨道牵引电机轴承柔性转子过临界转速自动控制

当电机运行在高速状态时,受地铁轨道牵引电机转子的挠度和静态蠕变性能影响,会使运行超过临界转速,使得转子振动加剧或产生共振现象,导致振动幅度增加。在此情况下,瞬时性转子转速的计算难度较高,难以准确判断转子是否达到或接近临界转速,无法实现对转子振动的主动控制。为此,提出地铁轨道牵引电机轴承柔性转子过临界转速自动控制方法,利用测量得到的转子瞬时转速,判断柔性转子的稳定性状态,实现过临界转速自动抑制。利用传递矩阵法计算出柔性转子的各阶临界转速;将磁电式转速传感器安置在柔性转子系统上,通过A/D采样法采集传感器输出的单个周期脉冲方波,获得柔性转子的瞬时转速;当瞬时转速达到临界转速时,采用线性自抗扰控制器,计算其控制律,实现对柔性转子的转速控制。试验结果表明,该方法的转速测量精度高,转子振动控制性能好,具有较强的抗扰动能力。

基于混合模型的转子临界转速计算

采用集总参数和分布质量混合建模的方法,建立了转子-支承系统的力学模型,应用改进的Riccati传递矩阵法,综合考虑陀螺力矩、支承刚度、剪切变形等因素的影响,推导出了混合模型传递矩阵表达式,并在VB平台上编制了界面友好、操作简单、拓展性强的通用的转子临界转速计算程序。通过算例对程序的验证计算结果表明,混合建模方法计算结果精度高,算法正确,程序运行可靠。

涡轮泵转子的临界转速研究(Ⅳ)分布质量轴的传递矩阵法

根据旋转的 Timoskenko梁的运动微分方程式 ,导出分布质量轴段的 4× 4阶精确传递矩阵 ,计入轴分布质量的平动惯量、转动惯量、陀螺力矩和剪切变形的影响 ,并计算了三个转子的临界转速。算例的计算结果表明 ,轴模型是否按分布质量考虑、是否计入平动惯量、转动惯量、陀螺力矩和剪切变形 ,对临界转速有明显的差别 ;同时在等截面轴不分段情况下 ,传递矩阵的计算结果和精确解一致性很好 ,表明计算实际转轴临界转速时 ,只需按截面不同划分轴段 ,即所取的轴分段数量少 。

大型屏蔽电机泵转子系统的建模及临界转速计算

建立了大型屏蔽电机泵转子系统的集总参数模型,并采用Riccati传递矩阵法对转子系统的临界转速及振型进行了计算。计算结果表明:(1)采用Riccati传递矩阵法编制的转子系统临界转速求解程序计算稳定,计算精度足够高;(2)大型屏蔽电机泵转子系统的临界转速为设计超速的1.2倍,能够有效避开工作转速,设计裕量足够;(3)在正常工作下,转子系统上、下飞轮处为振动敏感部位,应重点监测,以免和承压壳体发生碰磨。

燃气轮机齿轮耦合转子系统的动力学特性

在考虑滑动轴承的基础上,利用传递矩阵法分别建立了两单轴转子的弯曲振动分析模型,推导了人字齿轮耦合单元的传递矩阵,应用整体传递矩阵法建立了人字齿轮转子系统的弯扭耦合振动分析模型,对某燃气轮机齿轮-转子-轴承系统进行了振动特性分析。通过数值计算与分析,获得齿轮转子系统的特征值、对数衰减率及临界转速。结果表明该齿轮-转子-轴承系统的工作转速远离临界转速,具有工作的稳定性和安全性。

轴向柱塞泵-电机组转子系统临界转速及不平衡响应分析

临界转速及不平衡响应分析是采用转子动力学研究转子系统动态特性的基础。以斜盘式轴向柱塞泵-电机组转子系统为研究对象,通过Riccati传递矩阵法、Prohl传递矩阵法和有限元法分别对转子系统进行了临界转速的计算,结果表明电机轴及联轴器的存在降低了轴向柱塞泵-电机组转子系统的临界转速,并证明了Riccati传递矩阵法在计算大型转子系统的优势;此外,通过模拟流量脉动及侧向径向压力引起的转子不平衡状态,得到转子系统的不平衡响应特性,结果可表明,流量脉动及侧向径向压力主要激发了转子系统的二阶固有频率,其不平衡响应最剧烈处位于转子系统两端。

车用球轴承涡轮增压器临界转速分析

阐述了增压器轴承—转子系统临界转速的计算分析方法,以某车用球轴承涡轮增压器为例,分别采用Riccati传递矩阵法和DyRoBeS有限元法计算了临界转速,并进行了试验验证。由两种计算方法所得到的1阶和2阶临界转速值与试验值比较,1阶相差5.59%与1.42%,2阶相差2.53%与8.40%。同时,计算分析了轴承刚度、轴承结构尺寸、涡轮材质等参数对增压器临界转速的影响,得到了相关曲线。

整体传递矩阵法求解双转子系统临界转速的改进

在深入研究现有传统整体传递矩阵算法的基础上,提出了一种改进的整体矩阵方法。该方法有效避免了传统算法中各子结构单元数目相同且需逻辑对齐的要求,不须人为添加虚段或仅在固定位置添加1个或2个虚段,非常有利于编写通用化程序。算例计算表明了该方法的有效性和准确性。

超高速涡轮泵轴系临界转速计算方法及影响因素分析

针对小型超高速涡轮泵轴系,采用等效刚度法、经典理论法及传递矩阵法对其临界转速进行推导和计算,对不同计算方法的计算结果进行了比较与分析。结果表明,使用传递矩阵法可以得到轴系1阶、2阶临界转速的更精确解;轴承支承刚度对涡轮泵轴系的临界转速有较大影响并呈正相关;涡轮轴质量主要影响2阶临界转速;涡轮盘和泵叶轮的回转效应及旋转轴的剪切效应,在一定程度上对临界转速分别起到增大和降低的作用。

传递矩阵法与有限元法计算电机转子临界转速的对比分析

传递矩阵法和有限元法是目前两种主要的电机转子临界转速工程化计算方法。从两种方法计算的理论基础、工程化处理方法以及具体案例计算三个方面进行了对比分析。对比分析结果表明,两种方法在转子简化方面略有不同,但计算的结果比较接近,均满足电机转子临界转速工程化计算的要求。

连续质量转子临界转速计算的传递矩阵法

给出了一种计算变截面连续质量转子临界转速的传递矩阵法，该方法是基于〔２〕所提方法和Ｐｒｏｈｌ传递矩阵法发展而来的。由于考虑了连续质量模型，使用了低阶数矩阵和方便的递推公式，从而大大提高了计算精度。利用该方法还能方便地考虑转子本身回转贯量及剪切变形对各阶临界转速和振型的影响。

各向同性支撑结构转子的临界转速研究

电机转子的临界转速适当偏离工作转速是电机设计的一项基本要求。论文采用Prohl传递矩阵法、Riccati传递矩阵法计算了某型电机的临界转速,研究转子结构参数对临界转速的影响,结论对转子的结构设计与优化具有重要的参考意义。

桨轴发动机整机动力响应分析

建立桨轴发动机整机动力响应的分析方法 ,用传递矩阵法建立发动机机匣、主燃气发生器转子、自由涡轮转子的综合动力学方程 ,并对耦合方程进行求解。此方法有效地考虑了主燃气发生器转子系统与自由涡轮转子系统的耦合效应。可分析主燃气发生器转子与自由涡轮转子系统的临界转速和不平衡响应 。

基于传递矩阵的转子系统动力学模块开发

为提高轴承试验机主轴部件临界转速设计计算的准确性和简便性,开发了基于传递矩阵理论和C#编程语言的临界转速求解模块。该模块可以将支撑轴承刚度、轴段剪切应力、回转效应和摆动惯性、轴承内圈及附加零件等因素加入到传递矩阵中,采用逐步扫描和"拟黄金分割法"自动切换的方法搜索临界转速,并且通过曲线动态显示搜索结果,搜索过程中求解速度可以控制。最后以轴承型号NU2209的试验机主轴为例进行求解,实现临界转速的快速精确求解,并将结果与ANSYS分析数据进行对比。实践表明:该模块计算准确、界面友好、操作简单、运行速度快、占用内存少,完全可以满足轴承试验机对临界转速的分析要求。

温度对小型涡轮泵转子临界转速影响研究

为研究小型燃气涡轮转子工作期间转子轴向温差对转子的动力学特性的影响。利用 workbench 对转子进行瞬态热仿真,分析转子在工作期间的温度分布规律,并将温度分析结果施加至转子模型上,通过采用传递矩阵法,对温度场作用下涡轮转子的临界转速进行分析计算,结果表明,临界转速随温度的升高降低。轮盘的温度升高会引起第三阶临界转速下降,对一二阶影响很小;轴段的温升对前三阶临界转速都有降低的效应。

某型微型发动机转子动力学分析

分析了某型微型发动机转子结构特点,建立了转子传递矩阵法计算模型,基于传递矩阵法进行了转子动力学分析。计算了转子临界转速,为转子工作转速设计提供理论参考;计算不同的支承刚度下临界转速的变化情况,结果表明可通过调整支承刚度实现转子临界转速的调整,以便获得满足需求的工作转速下的支承设计;最后,计算了转子的不平衡响应谱,为转子振动向机匣和机身传递的研究提供理论参考。

内外双转子故障模拟实验台设计与优化

参考某型航空发动机的结构特点,提出了一种双转子实验台结构,此台架主要由动力电机、内转轴、外转轴(空心)、支承、轮盘、皮带、皮带轮、底座等构成。其主要特点是:内外2个转子通过中介轴承耦合在一起,分别由不同的电机驱动;4个轮盘分别用来模拟低压压气机、高压压气机、高压涡轮、低压涡轮的质量。采用直接传递矩阵法计算了实验台架的前3阶临界转速,分析了支承刚度、转速比、轮盘的极转动惯量、长径比等因素对台架临界转速的影响,并据此对实验台架作了优化。优化临界转速后可以有效地减小运行时的振动,显示优化是有效的。

基于积木式传递矩阵法双转子系统临界转速计算

利用积木式的传递矩阵法推导了双转子系统临界转速的计算公式,建立了航空发动机双转子系统计算模型,计算了内外转子在不同工作转速下双转子系统临界转速,绘制了系统在临界转速下工作时的振型图,研究了双转子系统的耦合作用对于临界转速的影响。

汽轮机组轴系临界转速计算程序的编制

通过对汽轮发电机组轴系的适当简化,用R iccati传递矩阵法和B.T.Murphy-J.M.Vance多项式方法计算轴系临界转速,编制了相应的程序,并给出一个算例证明了程序编制的正确。

三转子涡扇发动机低压转子临界转速估算

本文针对三转子涡扇发动机低压转子进行临界转速计算分析。三转子涡扇发动机低压转子跨距大,支点数目多,工作区间包含临界转速。在利用传递矩阵法进行临界转速估算过程中,分别计算了不同模型,不同支承刚度下转子临界转速。通过对比计算结果差异,得出了转子系统结构模型简化方式及支承刚性对转子临界转速的影响关系。