混合磁悬浮水轮发电机组转子承重系统设计与建模

针对水轮机组的重量支承方式和存在的问题,对水轮机组转子系统磁悬浮承重进行研究,设计了一种永磁悬浮装置与电磁悬浮装置相结合的水轮机组转子承重系统.对混合磁悬浮水轮发电机组转子承重系统的结构进行设计时,采用永磁悬浮装置承担水轮发电机组的基本重力负荷,采用电磁悬浮装置承担水轮发电机组的重力可调负荷.考虑到高速运转的水轮发电机组运行的稳定性,系统并不全部浮起转子系统,而是分担转子系统的大部分轴向负荷(即减载).对永磁材料和电磁装置进行了研究和选择,在永磁悬浮装置承重部分对气隙磁场强度与气隙厚度、永磁体体积等的关系进行了分析,对永磁悬浮力大小的影响因素进行了研究;在电磁悬浮部分对电磁悬浮力大小与电磁悬浮装置结构等的关系进行了分析.在此基础上,根据基本电磁理论和承重系统的构造,建立了电磁悬浮支承装置和永磁悬浮支承装置的数学模型.     

基于干扰观测器的磁悬浮系统精确反馈线性化

磁悬浮系统是开环不稳定的强非线性系统。为了提高机床磁悬浮系统的悬浮精度,该文结合反馈线性化方法和干扰观测器补偿对磁悬浮系统进行精确线性化。对磁悬浮系统反馈线性化误差进行了分析,建立了磁悬浮系统反馈线性化误差模型。设计了干扰观测器,并分析了干扰观测器对反馈线性化误差的补偿作用,最后进行了实验研究。研究表明:干扰观测器能够有效补偿反馈线性化误差,获得精确线性化模型。实验结果表明:磁悬浮进给系统的磁悬浮工作台实现了精确线性化,工作台悬浮精度大幅度提高,达到μm级精度。     

电磁感应与磁悬浮实验研究

基于对导体在磁场中运动而导致的磁悬浮力、磁牵引力等磁悬浮现象规律性的进一步认识,进行了电磁感应与磁悬浮实验.具体研究了磁悬浮力、磁牵引力与铝盘转速的关系,磁铁与铝盘间纵向距离变化对磁悬浮力、磁牵引力的影响,磁铁与铝盘间横向位置变化对磁悬浮力、磁牵引力的影响.结果表明,磁悬浮力、磁牵引力与铝盘转速满足线性关系;随着磁铁与铝盘间纵向距离的增大,磁悬浮力、磁牵引力减小;随着磁铁与铝盘间横向位置的改变,磁悬浮力、磁牵引力先增大,后减小,存在最大值.     

用于地铁机车的飞轮电池磁悬浮控制系统的设计

首先论述了将飞轮电池作为地铁机车的辅助动力的优越性和工作原理,提出了一种永磁和电磁混合控制的磁悬浮轴承设计方案,对磁悬浮轴承控制系统进行了动力学分析和建模仿真,设计了PID控制器,并对磁悬浮控制方案进行了实验研究,仿真和实验结果证实了本文提出的磁悬浮控制系统方案的可行性．     

电磁感应与磁悬浮实验研究

基于对导体在磁场中运动而导致的磁悬浮力、磁牵引力等磁悬浮现象规律性的进一步认识,研究了电磁感应与磁悬浮实验。具体研究了磁悬浮力、磁牵引力与铝盘转速的关系,磁铁与铝盘间纵向距离变化对磁悬浮力、磁牵引力的影响,磁铁与铝盘间横向位置变化对磁悬浮力、磁牵引力的影响,铝盘转速与轴承转速之间的关系。结果表明,磁悬浮力、磁牵引力、轴承转速与铝盘转速满足线性关系;随着磁铁与铝盘间纵向距离的增大,磁悬浮力、磁牵引力减小;随着磁铁与铝盘间横向位置的改变,磁悬浮力、磁牵引力先增大,后减小,存在最大值。     

磁悬浮水平振动台的研究

本文设计研究了磁悬浮水平振动工作台。对影响振动台性能的主要因素进行了优化设。提出了磁极工作气隙的设计原则,阐述了合理选择工作气隙是提高磁悬浮刚度和力反馈灵敏度的有效途径。使用结果表明,这种磁悬浮工作台具有较强的实用价值。     

磁悬浮轴承的数字仿真研究

磁悬浮轴承是利用磁场力将转子悬浮于空间中，使之可以无机械摩擦地高速旋转的轴承。论文介绍了一个五自由度可控磁悬浮轴承的组成、工作原理，在分析磁悬浮轴承工作原理的基础上，结合经典动力学、电磁学基本理论以及具体的设计指标，建立了该磁悬浮轴承的数学模型，并在此基础上完成了其数字仿真过程。实验研究证明仿真结果对磁悬浮轴承的研制具有指导意义。     

磁悬浮电主轴系统动态分析及振动控制技术综述

高速电主轴性能的好坏直接决定着高档机床的发展,而切削系统的动态特性及振动控制效果又与电主轴的性能密不可分,它们互相影响、协同决定着机械加工过程中的切削效率、工件的表面质量以及刀具的使用寿命。为此,对磁悬浮电主轴、磁悬浮轴承-柔性转子系统建模理论和动力学特性及柔性磁悬浮电主轴转子振动主动控制技术的现状进行了评述,指出了目前柔性磁悬浮电主轴切削领域中所存在的问题,并对磁悬浮电主轴研究的发展趋势及应用前景进行了预测。     

磁悬浮水平振动台的研究

本文设计研究了磁悬浮水平振动工作台。对影响振动台性能的主要因素进行了优化设计，提出了磁极工作气隙的设计原则，阐述了合理选择工作气隙是提高磁悬浮刚度和力反馈灵敏度的有效途径。使用结果表明，这种磁悬浮工作台具有较强的实用价值。     

基于随机线性二次最优的磁悬浮控制系统

分析电磁型（EMS）磁悬浮列车悬浮系统结构特性的基础上,建立了单磁铁磁悬浮系统的数学模型。采用随机线性二次最优的控制策略设计系统控制器,研究了在不同性能指标加权阵的情况下,该磁悬浮控制系统对具有初始磁间隙和受到外力干扰后磁间隙随时间变化的控制效果,并给出仿真结果,为磁悬浮控制系统的设计提供参考。     

基于非线性支承的磁悬浮双转子系统碰摩特性研究

采用Lankarani-Nikravesh模型,建立了磁悬浮双转子系统的定点碰摩动力学模型,并将磁悬浮轴承的非线性支承力模型融入动力学模型中,研究了非线性支承下磁悬浮双转子系统定点碰摩特性和各参数对系统定点碰摩响应的影响。结果表明,磁悬浮轴承的非线性支承特性对双转子系统的碰摩特性会造成较大影响,且系统碰摩对外加负载更加敏感;当负载较大时,非线性支承下磁悬浮双转子系统的碰摩更加剧烈;此外,合理选择比例系数和较大的微分系数可有效降低系统的碰摩程度。     

磁感应屏蔽电流沿纵向的传输性能对YBCO块材磁悬浮力的影响

用一种新的抽层方法直接研究了磁感应屏蔽电流沿纵向的传输对单畴YBCO大块超导体磁悬浮力的影响. 将直径为30 mm, 厚度为7 mm的单畴YBCO块材, 从其半高处沿平行于样品上表面的方向用线切割机逐步切成两个薄片. 每次切进5 mm, 且在每次切割前后均要测试样品的磁悬浮性能, 结果表明, 任何小的抽层都会降低超导体的磁悬浮性能. 这是由于抽掉的薄层减小了超导体上部和下部之间的接触面积, 阻断了感应电流沿纵向的传递, 从而减小了对磁悬浮力有贡献的有效面积系数. 当样品被分成两半时, 样品的磁悬浮力衰减为原来的50%, 且样品的磁悬浮力正比于平行于样品上表面的有效面积系数.     

永磁体与超导体之间水平间距对磁悬浮力的影响

研究了长方体永磁体与超导体之间不同水平间距对磁悬浮力的影响,当长方体永磁体与超导体之间处于5个不同水平间距时,永磁体组合和长方体永磁体在竖直方向往返运动一次测量磁悬浮力.结果表明,长方体永磁体与超导体之间水平间距从10mm减小到2mm时,最大磁悬浮力从92.3N减小到10.5N,衰减为原来的11.4%.这与永磁体磁场分布和超导体捕获磁通紧密相关,对磁悬浮应用系统设计提供一些可参考的实验依据.     

混合磁悬浮水轮发电机组转子承重系统可行性分析

为了验证混合磁悬浮水轮发电机组转子承重系统设计的可行性和模型的正确性,利用陕西安康水电站水轮发电机组的实际数据以及永磁悬浮装置和电磁悬浮装置数学模型对混合磁悬浮承重系统进行计算分析,并建立了混合磁悬浮承重系统参数计算优化的Excel计算表,利用该表动态地分析了数学模型各参数变化对磁悬浮力计算结果的影响,实现了结构参数的整体优化.该优化计算数据与传统推力轴承支承方式的比较分析结果表明,混合磁悬浮承重系统可大大减小水轮发电机组轴承的摩擦和损耗,提高水轮发电机组的效率,有效地延长水轮发电机组转子承重系统的使用寿命.     

磁悬浮风力发电机技术现状及未来展望

对磁悬浮风力发电机结构及工作原理进行了介绍,论述了磁悬浮风力发电机主要关键技术:风轮叶片的设计、支撑技术、风力发电机技术、控制技术、能源储存技术现状;进一步比较了水平轴和垂直轴磁悬浮式风力发电机进性能;并展望了磁悬浮风力发电机的未来。     

基于RBF神经网络的非线性磁悬浮系统控制

磁悬浮系统是一个典型的不确定、非线性系统.由于磁悬浮系统的复杂性很难建立精确的数学模型,采用RBF神经网络(RBFNN)对非线性磁悬浮系统进行辨识,再根据神经网络自适应控制原理设计了非线性磁悬浮系统的神经网络自适应状态反馈控制器与自适应PID控制器,并利用MATLAB进行了仿真.仿真结果表明,神经网络自适应控制能很好地控制本磁悬浮系统;神经网络自适应控制器对于此非线性磁悬浮系统位置具有良好的控制效果,该控制系统具有较好的稳态特性和控制特性.     

磁悬浮长大干线车站设计的探讨

在综合考虑磁悬浮长大干线特点基础上,参考高速铁路车站的类型特点,根据磁悬浮线路特点和在长大干线上磁悬浮列车的运行特点,从磁悬浮车站的分类、站型设计和站场相关参数的计算等方面探讨了磁悬浮长大干线车站的设计.     

车载磁悬浮飞轮状态空间分析及H∞控制研究

为了提高磁悬浮飞轮电池控制系统在电动汽车上应用时的鲁棒稳定性,并改善电动汽车原动力电池放电性能,对电动汽车车载磁悬浮飞轮电池进行状态空间分析,求解出车载磁悬浮飞轮电池的状态空间方程,并提出一种基于该状态空间方程的车载磁悬浮飞轮电池用H∞控制方法.仿真分析和试验结果表明该H∞控制方法具有很强的鲁棒稳定性和良好的抗干扰、抗摄动能力,有助于车载磁悬浮飞轮转子高速稳定转动,降低电动汽车基础振动对飞轮电池影响.所研究的磁悬浮飞轮电池储能系统可辅助电动汽车原动力蓄电池工作,并可改善原动力电池的放电特性,延长该动力电池的使用寿命.     

磁性靶丸悬浮磁场的研究

在提高ICF能量增益的研究中,针对靶丸磁悬浮系统的结构,从磁偶板子的磁场分布开始,推导出悬浮磁场中的磁场分布情况,为磁悬浮系统的非线性精确控制提供了磁场分布的修正,提高系统控制的稳定性。     

成都要建世界首条磁悬浮飞机线

世界上首条磁悬浮飞机商业营运线有望在成都建成.5月1日,成都飞美磁悬浮飞机有限公司有关人士透露:磁悬浮飞机营运线已敲定,磁悬浮飞机生产基地也将在新都与龙泉两地中选出.磁悬浮飞机横穿红星路磁悬浮飞机的营运线最先拟定了东西两条线,经过有关部门6个多月的考察,最终选择了东线方案:从新都起,经火车北站横穿红星路,经东大街直抵五桂桥,最后到达龙泉.