【摘 要】
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高效永磁发电机因其结构简单、可靠性高、体积小、比功率大、效率高等众多优点而广泛应用于各种场合,但是高速工况下的机械摩擦增大了单位体积的损耗,因此在高速发电机中就需要使用非接触式轴承来取代机械轴承,永磁悬浮ORC余热发电机就是永磁悬浮轴承支承的一种新型永磁发电机.本文从永磁轴承和ORC余热发电机的设计、转子动力学以及通过搭建试验台得到发电机平均输出电压值与转速的特性关系曲线,表明将永磁轴承应用于OR
【机 构】
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上海大学机电工程与自动化学院,机械设计与轴承研究所,上海200072 技新(上海)节能科技有限公司
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高效永磁发电机因其结构简单、可靠性高、体积小、比功率大、效率高等众多优点而广泛应用于各种场合,但是高速工况下的机械摩擦增大了单位体积的损耗,因此在高速发电机中就需要使用非接触式轴承来取代机械轴承,永磁悬浮ORC余热发电机就是永磁悬浮轴承支承的一种新型永磁发电机.本文从永磁轴承和ORC余热发电机的设计、转子动力学以及通过搭建试验台得到发电机平均输出电压值与转速的特性关系曲线,表明将永磁轴承应用于ORC余热永磁发电机中是完全可行的.
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当磁悬浮转子发生跌落时,可能会出现三种动响应.本文提出了一种基于巴特沃斯双线性分布的转子跌落动响应识别方法,该方法可使控制器在转子跌落时自动切换控制算法.
为正确提取磁悬浮轴承跌落过程中发生反向涡动时轴轨迹的时频特征,本文引入了一般化线性调频小波变换(Generallinear chirplet transform,GLCT).为分析不同时频方法在信号时频特性分析的优缺点,分别采用了短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布、GLCT和Hilbert transform对磁悬浮轴承跌落过程中反向涡动情况下轴系Y轴方向上的位移信号进行了处理.结果显示
本文针对电磁轴承的结构参数设计,以实际工程经验为基础给出了气隙、磁极、转子、定子、磁极面积、线圈等的设计原则.利用有限元分析软件针对不同轴径的转子,分别建立了不同磁极数的二维有限元仿真模型.计算了磁力与磁密,并对比分析了不同磁极数下磁轴承的承载力.仿真结果表明当转子直径达到一定值时,增加磁极数所产生的承载力并无明显的增减.本文对磁轴承结构参数的优化设计具有实际的指导作用.
介绍了工程实际常用的轴向电磁轴承.给定转子推力盘面积和转子芯轴直径,通过调整定子线圈参数,改变轴承结构,以磁通损耗小且轴向承载力大为目标,对定子结构进行优化设计.利用有限元仿真软件搭建轴向电磁轴承的结构模型,对磁路、磁力以及漏磁进行仿真分析.理论研究与有限元分析结果对比表明:定子线槽长宽比5～10时,力较大;气隙比大于13时,径向漏磁小对力的影响减小.
本文设计了一种用于惯性稳定平台的五自由度电磁轴承,该轴承具有结构紧凑、质量轻等优点.采用等效磁路法设计了磁轴承主要结构参数,采用有限元法对磁路进行了验证,对磁轴电磁和力学特性进行了分析.结果表明,所设计的磁轴承满足承载力要求;径向衔铁与轴向衔铁磁通耦合很小,可忽略不计;工作范围内力-电流线性特性较好.
A very demanding magnetic bearing application is described: a 23 MW,130 barg multi-stage centrifugal compressor with a speed range from 10%to 105%.The requirements for the rotordynamic performance are
本文利用磁悬浮技术的相关原理,搭建了一种新型的能够实现悬浮支承和水平定位的磁悬浮运动平台,平台具有大跨度、大气隙的特点.本文提出了平台的整体结构,对电磁铁结构进行设计和优化,对电磁铁的轴向和径向(横向)承载力及其耦合性进行计算和分析,基于ANSYS有限元分析方法,对所设计电磁铁的承载力、磁场分布、磁感应强度做出相应的仿真分析.
锂电池荷电状态(SOC)的快速准确估计是磁悬浮心脏泵系统的重要技术之一.针对锂电池这一非线性系统,提出了电池状态模型在不同循环次数、不同温度下的具体改进方法;在安时积分法和无迹卡尔曼滤波算法的基础上提出了两种算法结合的锂电池SOC估计算法及具体实现步骤;最后,分析了这种算法的收敛速度、估计精度以及算法复杂度.实验表明,采用这种复合算法能快速实现磁悬浮心脏泵用锂电池SOC的准确估计,误差在4％左右.
针对磁悬浮控制敏感陀螺用经典的矩形磁钢洛伦兹力磁轴承存在明显的磁场边缘效应与周向磁密波动的缺点,通过比较三种洛伦兹力磁轴承方案,得到了较优的隐式方案.考虑磁钢充磁长度和磁钢气隙侧顶角两个关键结构参数对气隙磁密的影响,采用三维有限元法对磁轴承进行详细设计.最终设计结果表明,在相同的空间尺寸下,隐式方案纵向/周向磁密变化率分别为4.94％和0.8％,优于显式方案的20.6％和11.6％.本文所提出的洛
针对未来航天任务对航天器姿控系统超稳、超静和超敏(三超)性能的迫切需求,提出一种磁悬浮控制敏感陀螺设计方案,集成控制力矩陀螺的姿态控制功能和角速率敏感器的姿态测量功能,同时实现三自由度姿态控制和两自由度姿态敏感.阐明了磁悬浮控制敏感陀螺高精度高带宽力矩控制、姿态角速率敏感的原理,通过径向轴向2个球面磁阻式磁轴承和1个洛伦兹力磁轴承对球面转子进行五自由度全主动控制,设计分析了磁轴承机械结构和全通道磁