转子-轴承系统中电磁作动器的力学特性分析及实验研究

通过理论分析和实验的方法研究了电磁作动器的力学特性,建立了基于转子振动位移的电磁作动器电磁力模型;设计了电磁力模型参数识别装置,并采用最小二乘估计法进行了模型参数识别。该模型与电磁轴承力的理想模型的对比实验表明,基于转子振动位移的电磁力模型较之传统理想模型更能反映电磁作动器中实际电磁力的力学特性。     

串接式高能电磁作动器

日前江苏大学研发的“串接式高能电磁作动器”被授予实用新型专利.串接式高能电磁作动器的振子由两块以上的高强磁铁和两块外侧导磁板及一块或一块以上的中间导磁板按“外侧导磁板———高强磁铁———中间导磁板———高强磁铁———……———高强磁铁———外侧导磁板”的顺序串联而成,布置在振子中间的导磁板的厚度比振子最外端导磁板的厚度大,任意两块相邻的磁铁同极相对地夹住其间的中间导磁板.线圈保持架、电磁线圈和导磁外筒粘固成一体,穿心螺栓和片状弹簧从两端连接振子和导磁外筒.由于磁路缩短、磁阻降低、导磁板数量增多,可布置…     

发动机振动主动控制用电磁作动器的设计和动态特性研究

对一种适用于汽车发动机振动主动控制用的新型串接式高能电磁作动器进行了结构设计,计算了作动器的磁场,对作动器的片状弹簧的应力分布进行了有限元分析。同时,建立了作动器的力学模型,对其动态特性进行了仿真分析和试验研究,结果表明作动器是理想的激振源和主动控制用作动器。     

离心压缩机中带密封功能的电磁作动器性能仿真研究

主动控制是旋转机械振动控制的有效手段之一,然而如何在旋转机械上安装作动器则在实际中存在困难。本文结合离心压缩机平衡盘结构的特点、孔型阻尼密封的加工方式以及电磁轴承的结构,设计了一种带密封功能的电磁作动器。运用Ansys对该作动器进行电磁场分析,比较磁极上开密封孔和不开密封孔两种情况下电磁力的区别,分析开孔率、孔深度对电磁力的影响,并模拟了密封体中的损耗。研究结果表明,开孔后作动器中的电磁力小于不开孔情况下的电磁力;电磁力随开孔率的增大、孔深的加深而减小;密封体中的损耗对作动器总体损耗影响很小,且开孔后密封体中的损耗降低。     

电磁作动器信号特性分析及建模

为对一款实验所用的定制电磁作动器进行数学建模,对电磁作动器进行大量实验和测量来采集信号数据,并通过将数据进行降噪处理和积分转换等方法分析研究了电磁作动器输入输出信号,研究拟合其数据结果,建立了此电磁作动器的数学模型。结果表明：建立了一个直观表达输入输出信号之间关系的电磁作动器数学模型,且该模型满足后续工程使用要求。     

基于电磁作动的主动吸振器的力特性

以电磁铁为作动器,提出了一种新型电磁式主动吸振器,并对其力特性进行了研究。首先,建立了作动器的电磁力数学模型;然后,基于作动器的电磁力数学模型,建立了主动吸振器的运动学方程,并对其电磁力和驱动力特性进行了分析;最后,考虑到主动吸振器在实际工作中产生的驱动力与理想驱动力之间存在不可避免的偏差,对实际驱动力与理想驱动力存在一定的幅值、相位和频率差时对主动吸振器减振效果的影响进行了理论分析,并搭建了简支平板试验台,对理论分析结果进行了试验验证。结果表明:实际驱动力与理想驱动力的幅值、相位差越大,减振效果越差;当实际驱动力与理想驱动力存在频率差时,主动吸振器无减振效果。     

车用混合电磁作动器优化设计与试验研究

为了解决车用线性电磁作动器存在可靠性差的问题,设计了一种新型混合电磁作动器.针对该结构,采用改进天棚控制策略进行性能匹配,优化混合电磁作动器的性能参数,并以直线电机需要提供的峰值电磁推力为优化目标,优化混合电磁作动器的结构参数,最后试制实体样机并进行台架试验.试验结果表明,混合电磁作动器能够较好地改善车辆动力学性能,验证了样机的有效性.     

基于联合仿真的民机方向舵作动器性能研究

结合某民用飞机的方向舵作动系统的铁鸟实验,以某单通道民用飞机方向舵作动系统为例,通过建立基于LMS Motion和AMESim软件的联合仿真模型,研究方向舵作动器在不同工作模式下整个作动系统的性能.这对民用飞机研发过程中的作动系统优化设计和作动系统地面铁鸟实验具有一定的借鉴意义.     

国内外超磁致伸缩材料及作动器的研究

超磁致伸缩作动器具有推力强、反应快和分辨率高等特点,在精密定位、精密驱动、机器人、微型阀等领域展现了广阔的应用前景本文在介绍超磁致伸缩材料及其应用的基础上,分析了国内外超磁致伸缩作动器的研究动态、应用状况等,并对几类超磁致伸缩作动器的原理、结构进行了阐述,最后提出了超磁致伸缩作动器的四个研究方向。     

作动器位移传感器常规工况热防护研究

航空发动机矢量喷管作动器位移传感器在超温后工作失效。为实现位移传感器热防护要求,考虑了作动器内的导热和对流换热项,建立了作动器系统内各部分温度分布的数学模型。在常规工况允许的参数变化范围内,研究了作动器环境温度t_(wai)、入口工作介质温度tin和冷却衬套厚度Delta(δ)三个因素对位移传感器热防护的影响。结果表明:降低环境温度、降低作动器入口工作介质温度,减小冷却衬套厚度,均能有效降低位移传感器温度,建议通过合理设计作动器环境温度、入口工作介质温度和冷却衬套厚度实现位移传感器热防护。     

推力磁轴承转子系统温度场

以实心铁芯涡流损耗及线圈铜损耗为主要热源,研究了推力磁轴承转子系统的电磁场、温度场及电磁场-温度场耦合效应.给出了基于电磁场-温度场耦合的轴对称温度场有限元求解方法.研究表明,造成系统温升的主要原因是推力磁轴承实心推力盘的涡流损耗.     

一类转子-轴承-密封系统在静态偏置下的动力学方程建模和仿真

在Muszynska密封流体激振力模型中,考虑了密封腔中轴颈静态偏置的影响,建立了非线性转子-轴承-密封系统的动力学模型.其中,数值仿真了转速等因素对系统动态响应所造成的影响,给出了系统响应随转子偏心量、转速变化的分岔图、Poincare截面图、轴心轨迹图、时间响应图和最大Lyapunov指数图等.     

碰摩转子系统滑动轴承底座的有限元分析

为了避免轴承底座产生共振,采用Reynolds简化方程求出转子和定子间的非线性油膜力解析表达式,并对碰摩状态下碰摩力模型作出简化。运用有限元软件对轴承施加非线性复杂载荷,进行模态分析和谐响应分析,找到振型最大区域中的一点,分析其共振频率及在碰摩力状态下碰摩力以及非碰摩状态下油膜涡动的工作频率和临界频率之间的关系,为分析轴承系统稳定工作提供理论基础。     

电磁轴承支承转子系统的运动稳定性

结合定参数PID控制器方程和具有陀螺效应的不对称转子运动方程形成了电磁轴承支承的转子系统的机电耦合动力学方程.将Poincaré映射与Newton打靶法相结合求解了系统非线性不平衡周期响应.结合Floquet分岔理论分析了系统周期运动的稳定性边界和分岔行为.对电磁轴承支承的转子系统设计了变参数PID控制规律,运用所设计的PID控制算法对系统进行计算,发现变参数PID控制算法使得系统非线性周期响应的稳定性有所提高,保证了系统稳定的谐波运动.     

转子-轴承系统的不平衡响应灵敏度的分析

用有限元法导出了转子上各结点的不平衡响应对转子－轴承系统各参数灵敏度的计算公式。为了把灵敏度分析用于提高转子的平衡精度，着重分析了不平衡响应对结点的不平衡量以及对轴承油膜参数的灵敏度，给出了相应的表达式。这可为选择高效的校正平面，或改变油膜参数以提高平衡精度提供参考。针对大型汽轮发电机组，论证了在制造厂内对发电机和励磁机所组成的小轴系进行动平衡的必要性。     

超磁致伸缩驱动器理论分析及实验研究

针对超磁致伸缩位移驱动器(Terfeno1-D棒6mm×80mm)进行了实验研究,主要考虑输入电流、预压力、温度与位移输出特性之间的变化关系。通过己有设备构建实验平台,在不同的条件下对驱动器输出特性进行实验,实验结果与理论分析一致,揭示了输入与输出的特性,为驱动器的优化奠定了基础。     

300MW发电机组转子密封轴承系统振动特性分析与测量

用多跨多轴承转子系统动力响应有限元—传递矩阵法建模，计算了发电机—励磁机转子及轴承密封环系统的瞬态动力响应。对密封环的动力特性及其对转子振动的影响进行了分析和计算。通过现场实测，证实某引进型３００ＭＷ发电机轴承处振动超差的主要原因是三个：１）励磁机轴系临界转速过于靠近工作转速；２）密封环动力响应的影响；３）轴系三支点的结构使得励磁机一阶模态与发电机二阶模态耦合     

高速转子轴承系统稳定性的试验研究

采用试验模态分析法对高速转子轴承系统稳定性进行分析．该分析方法是以一脉冲力激振转子系统时,同步采集系统的响应信息,并根据其响应信息中含有的自由振动信号,用对数衰减率判据评定转子系统的稳定性．结果表明：在远离激振点处激发出的自由振动信号仅含有系统的最低阶模态,界限状态下系统的阻尼有促使系统趋于稳定的作用．     

大型立式电动机转子系统模态仿真与振动实验研究

根据电磁耦合理论和电动机的实际工作情况,建立YKSL1730型电动机转子系统的虚拟样机模型,确定模型的载荷和约束。应用有限元仿真系统Msc.Nastran,对该转子系统进行有限元模态分析,获得前3阶固有频率及其振型云图,分析转子变形的分布规律,确定转子在前3阶固有模态下振动的主要危险部位。同时,应用DH5922动态信号测试分析系统对YKSL1730型立式电动机进行振动试验,获得空载工况下的一系列时域信号;通过信号的频谱分析,获得该型立式电动机前3阶固有频率的实验值。研究结果表明:仿真试验结果与理论分析结果很接近,仿真结果可为立式电动机的结构设计与减振降噪提供理论依据;增加转子系统的刚度,可减小转子及其铁芯端部的变形,提高电机运行的平稳性和安全性。