一种新型磁悬浮线路设计方案及悬浮控制方法

针对磁悬浮列车系统的车轨耦合振动问题,提出一种新型的磁悬浮轨道线路设计方案.为研究该方案的可行性,以单铁悬浮系统为研究对象,搭建了单铁系统在新型轨道线路上的车轨耦合振动数学模型,利用状态观测器,将磁轨的振动状态引入控制系统,采用状态反馈的方法设计出控制策略,分析了磁浮线路中各主要参数对系统稳定性的影响.结果表明,所提出的控制方法能够在忽略水泥梁的阻尼情况下依然保持系统的稳定;新型磁悬浮线路中电磁铁的响应与电磁铁相对于水泥梁的位置无关,易于控制器的设计及车轨耦合问题的彻底解决;增大磁轨的质量和减小磁轨垫板刚度有利于系统的稳定.     

基于动力学仿真分析的磁悬浮列车悬浮架载荷特征研究

针对中低速磁悬浮列车建立动力学模型,计算磁悬浮车模态,根据频率和振型得出磁悬浮车的振动特点.依据青城山曲线段线路,得出前三个悬浮模块在四种速度下的横向位移、垂向位移、电磁铁所受横向力与垂向力比值以及空气弹簧处横向力等动态响应.选取受载严重的悬浮模块作为研究对象,根据实际受力情况,获得关键位置的载荷时间历程,为之后准静态应力分析法计算寿命做准备.结果表明:三个悬浮模块均随着运行速度增加,各项指标参数增大,第一个和第二个悬浮模块受力情况相似且受力明显大于第三个悬浮模块,可选第一个或第二个悬浮架作为疲劳评估对象.     

磁悬浮机床主轴模糊PID控制方法研究

根据磁悬浮技术在机床上的应用,建立了磁悬浮轴承控制器系统五自由度转子动力学数学模型,采取理论分析与仿真分析相结合的方法,对模糊PID控制方法进行了分析与研究.结果表明,模糊PID控制方法结构简单、易于操作,与传统的PID控制相比上升时间优于22%~25%、调节时间缩短65%~72%、超调量减小6%~8%,品质比较优越.使用模糊PID控制器在一定程度上还可降低系统的研发成本.     

Bi2O3氧化物添加对YBCO超导块材性能的影响取得新进展

利用顶部籽晶熔渗工艺(TSIG)制备的YBCO超导块材,由于其性能优于传统的熔融织构工艺(TSMTG)而被广泛关注,但是这种工艺制备出的超导块材中尚存在着一些不足,从而制约着超导块材性能的进一步提高.其中最主要的原因就是超导块材中Y211粒子的颗粒基本上达到了     

普通高频感应加热设备的磁悬浮熔炼技术

采用普通高频感应加热装置实现了大块非晶合金的磁悬浮熔炼和铜模吹铸法制备．分析讨论了磁悬浮的原理,发现当装有物料的石英玻璃管位于加热直螺线管的中间偏上位置时,物料开始被高高弹起,随后在直螺线管的顶部振荡几次后基本稳定在一静止位置．感应涡流加热物料,待物料熔化后再从顶部通氩气把熔融物料从玻璃管小孔中吹入下方的铜模中快速冷却制取大块非晶台金．物料的密度太大或物料在感应线圈中位置太低时,物料不会被弹起和悬浮．     

可控磁悬浮系统的转子周期性振动抑制

为了有效抑制电磁轴承支承转子的周期性振动,研制了一种结构为重复控制和比例-积分-微分(PID)控制相结合的混合控制器.该混合控制器不仅保证了磁轴承的动态特性,而且消除了系统中的周期性扰动.通过讨论重复控制器的增益系数、截止频率对磁轴承的响应速度、稳定性的影响,给出了控制器的设计过程和参数整定方法.采用高速磁悬浮电机对磁轴承的性能进行了试验,试验结果表明,该控制器具有良好的动态特性,可有效地抑制电磁轴承-转子系统的周期性振动,并减少了转子频谱中的三倍频成分,从而提高了电磁轴承的支承精度.     

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.     

磁悬浮转子微陀螺悬浮线圈的结构设计

在磁悬浮转子微陀螺(MGELR)中,悬浮线圈是定子线圈的重要组成部分,它产生的电磁力将微转子浮起．基于多圈螺旋型悬浮线圈新型结构能产生较大的悬浮力,应用有限元方法对其进行建模仿真,研究了线圈的圈数、厚度和内径对悬浮力的影响规律．结果表明：随着悬浮线圈的圈数增多,悬浮力增大且幅度增加;线圈厚度增加,悬浮力减小;随着悬浮线圈内径增加,悬浮力呈线性增加．采用了光刻、电镀、溅射等微细加工工艺制造了MGELR的定子．初步的实验结果验证了该设计方案是可行的．     

哈尔巴赫永磁体阵列在无轴承瓣形薄片电机中的应用

磁悬浮转子的拖动系统以其独特的优势,在高转速、长寿命、超密封等驱动领域有广阔的应用前景。由于无轴承薄片电机结构紧凑且只需要三个自由度的悬浮控制,在很多领域具有很高应用价值。通过对传统无轴承瓣形薄片电机的分析,提出利用哈尔巴赫永磁环体取代转子永磁体,并建立数学模型,利用有限元方法对定子单元产生的径向力进行仿真计算,结果表明,由于哈尔巴赫永磁转子结构无需铁芯,使无轴承瓣形薄片电机控制力减至最小,同时减小了转子的转动惯量,提高了电机控制性能和运行平稳性。     

磁悬浮人工心脏泵转子控制策略研究

人工心脏泵磁悬浮转子起浮及处于平衡位置时的运动过程分析决定了其应采取的控制策略．依据转子起浮过程功率电源电流可采用电流对称、非对称控制,电流分段非对称、对称控制4种控制策略．以控制效率论分段非对称控制最为合理,转子在平衡位置的稳定性及抗干扰能力体现了转子的刚度及阻尼特性,位移分级控制策略兼顾了二者.