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《浙江大学》 2004年
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用于高速旋转机械的电磁辅助支承的研究

李慧敏  
【摘要】:高速旋转机械的振动问题一直是人们关注的热点。为了保证高速旋转机械长周期平稳的运行,人们希望能够在机组运行过程中对机组的振动实施主动或被动控制。在引起转子振动的因素中,不平衡量和不对中最为常见。对于不平衡量引起的振动,前人做了大量有益的工作,提出了弹性阻尼支承和动平衡减振理论和方法。对于不对中,目前仅限于动力特性研究和监测上。 作为弹性阻尼支承,电磁轴承从原理上讲,不仅可以降低由不平衡量引起的振动,而且可以在线消除转子系统的不对中。但是从发表的论文来看,人们对电磁轴承的研究还集中在可靠性,控制方法,主动减振及结构简化等方面,对在线消除不对中故障这方面的研究很少涉及。 本文在总结弹性阻尼支承减振和电磁轴承发展的基础上,进行了以下几方面的工作: 1.结合弹性阻尼减振理论和电磁轴承原理,提出了一种新型的支承结构——电磁辅助支承。它是将电磁执行器安装在主支承上的一种弹性阻尼支承,其中主支承提供支承的主刚度,电磁执行器根据需要提供附加的刚度和阻尼。文中详细介绍了电磁辅助支承的工作原理,并对主支承和电磁执行器的结构、刚度等提出了参数设计准则。 2.对电磁辅助支承的被动式控制减振进行了研究。根据减振机理的不同,详细分析了恒压源被动式减振和恒流源被动式减振,并分别建立了减振数学模型。同时在一四自由度电磁辅助支承实验系统中,验证了两个被动减振模型,总结出了两种被动式减振的区别:当提供的电源为恒压源时,电磁辅助支承中的控制执行器主要表现出阻尼的特性;当提供的电源为恒流源时,控制执行器仅提供负刚度,从而使整个支承刚度降低,转子临界转速下降,此时宜采用变刚度控制。 3.通过分析实时控制环节中比例控制系数P和微分时间系数T_d对电磁执行器提供的附加刚度和阻尼的影响,提出了电磁辅助支承系统主动控制器设计中需要注意和遵循的设计准则。并根据该准则,设计了变刚度减振控制和变阻尼减振控制,并分别在电磁辅助支承实验台上进行了实验,取得了较好的减振效果。 4.利用电磁辅助支承结构上的特点,对其在不对中在线识别和在线消除中 浙王〔大学博士学位论文 的应用进行了初步性的探索。并根据不对中模型的精确与否,提出了两种控制 策略:不对中自寻最优控制和不对中前馈自学习控制。并对每种控制策略进行 了实验验证,取得了较好的不对中校正效果。 5.考察了电磁辅助支承中铁芯偏心对系统的影响及系统的稳定性,分析了 电磁执行器移动转子位置时的瞬态响应,最后归纳了电磁辅助支承在使用中要 注意的问题。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB535

【引证文献】
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4 苏林林;实验研究随机支撑刚度参数对转子系统动力学响应的影响[D];河南工业大学;2012年
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【参考文献】
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【共引文献】
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7 彭斌;李燕勇;穆钢;;结合刚性和挠性转子平衡理论解决振动问题[A];2011年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2011年
8 伍敏;杨金福;黄国君;张占一;韩东江;刘玉晗;;单圆盘转子模态分析方法研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
9 陈巍;杜发荣;丁水汀;郭宝亭;;某超高速转子系统动力学特性研究Part Ⅰ:无碰摩转子[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
10 李自刚;李明;;具有轴承不对中故障的柔性非圆截面多转子系统非线性动力学行为[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
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2 吴昊;滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究[D];华东理工大学;2011年
3 马金奎;滑动轴承非线性轴心轨迹的瞬态与周期特性研究[D];山东大学;2010年
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5 胡清华;轴承—转子系统的非线性动力学分析与优化研究[D];大连理工大学;2011年
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7 沈春根;高速加工工具系统的动力学特性及应用基础研究[D];江苏大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李鹏;磁悬浮风力发电机转子系统的研究[D];山东科技大学;2010年
2 宋现洲;某空气压缩机转子轴承系统动力学分析[D];郑州大学;2010年
3 王丹丹;独立供油径推浮环轴承性能优化分析与软件包开发[D];郑州大学;2010年
4 赵国卿;基于全矢谱的旋转机械轴振与瓦振关系研究[D];郑州大学;2010年
5 张晓冬;基于全矢谱的智能诊断技术研究[D];郑州大学;2010年
6 樊碧波;基于全矢谱的故障预测关键技术研究[D];郑州大学;2010年
7 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
8 姚震;层流、紊流共存时动静压轴承静特性研究[D];郑州大学;2010年
9 程敏;旋转机械随机支撑刚度参数模拟试验装置的设计研究[D];河南工业大学;2010年
10 姜文涛;基于虚拟仪器的振动分析和现场动平衡测试仪的研究[D];沈阳理工大学;2010年
【同被引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程敏;旋转机械随机支撑刚度参数模拟试验装置的设计研究[D];河南工业大学;2010年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【二级参考文献】
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中国重要报纸全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 李永强;高速旋转机械故障的若干非线性动力学问题及故障诊断方法的研究[D];东北大学;2004年
2 李慧敏;用于高速旋转机械的电磁辅助支承的研究[D];浙江大学;2004年
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4 李胜波;金属橡胶环与圆锥轴承组合支承转子系统振动性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
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1 邓天华;高速旋转机械动态应力应变测量方法的研究[D];北京工业大学;2013年
2 赵宏亮;高速旋转机械转子-轴承系统稳定性研究[D];华北电力大学(北京);2009年
3 陈爱平;基于Web的故障诊断系统的软件技术研究[D];武汉科技大学;2005年
4 宋清华;高速旋转系统动态特性分析及优化方法研究[D];山东大学;2006年
5 马琨哲;螺杆压缩机故障特征提取与诊断[D];山东大学;2006年
6 周卓林;涟钢10000Nm~3/h制氧机组状态监测与故障诊断分析处理[D];湖南大学;2006年
7 刘钊彤;转子轴心轨迹的识别与转子动平衡实验研究[D];华北电力大学;2013年
8 张道远;无轴承电机支承驱动系统动力学模型与控制研究[D];扬州大学;2006年
9 刘磊;基于超声波悬浮技术的电机转子支撑结构设计及转子动力学研究[D];吉林大学;2012年
10 魏协奔;TRT机组在线监测及故障诊断系统研究[D];广州大学;2012年
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