磁悬浮转子超临界特性的研究

发布时间：2021-10-26 05:20

　　近年来,随着旋转机械（如航空发动机、透平机械转子）的转速不断提高,工业生产和应用中对其特性提出了更严格的减振要求;而高速转子系统的磁悬浮支承具有无污染、无磨损以及可控性高等优点,引起科学工作者和行业工程师的强烈兴趣。跨越临界特性成为高速转子不可避免的挑战,因此主动控制下的磁悬浮转子超临界特性的研究具有重要意义。首先,本文分析了柔性转子的动力学特性,建立了柔性转子的数学模型,并利用SAMCEF ROTOR详细分析三支承转子系统的临界特性,得到了三支承转子系统的中间支承刚度和阻尼对其临界特性影响,在此基础上提出一种新的跨临界转子模型——变支承磁悬浮转子系统。其次,介绍了磁悬浮转子支承的工作原理并建立其仿真模型,分析了控制参数对磁悬浮支承等效刚度及等效阻尼的影响;在此基础上建立变支承磁悬浮转子系统的数学模型。针对该模型中各个支承的载荷特性,结合传递矩阵法和集中质量法推导出多支承转子系统各支承载荷的计算公式及标高敏感度矩阵,解决了变支承磁悬浮转子系统各支承载荷分配问题。最后,利用Solidworks、Adams、ANSYS及MATLAB等软件建立变支承磁悬浮转子系统的联合仿真平台;基于该平台分... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

高速转子的应用

浙江工业大学硕士学位论文（学术型）特点和不足之处；谢振宇等研究了磁悬浮轴承支承特性对转子临界转速的影响理工大学的仇国富[17]等磁悬浮轴承转子系统的位移检测部分进行详细研究。浙祝长生教授[18-19]在磁悬浮轴承几何尺寸、磁极结构布局、驱动控制、功耗和散方面进行了研究。任元[20]等对洛伦兹力轴承的磁密均匀的进行了详细的分析。，国内还有国防科技大学、哈尔滨工业大学、江苏大学、上海大学、武汉理工校都在进行磁悬浮轴承的研究。2 磁悬浮轴承分类磁悬浮轴承实现了转子的无接触悬浮，与传统轴承相比较其具有以下优点：转子与轴承之间的直接接触、无磨损、噪声低、功耗小适合作为高转速转子的悬浮轴承的环境适应能力强，能在真空、高温等环境下正常工作；3）运行费寿命长，在运行过程中可实现对运动状态的实时监测，能提高系统的稳定性及]。目前磁悬浮轴承按照磁力构成不同可以分为以下三类：主动磁悬浮轴承（A磁悬浮轴承（PMB）和混合磁悬浮轴承（HMB），如图 1-2 所示。

第 2 章 柔性转子动力学模型与临界特性仿真分析系而言，所得到的结果不够精确。而有限元法在对转子进行分析时，充分的考虑了各个外界因素，分析得到的结果与实际转子更为接近。目前常见的转子动力学有限元仿真软件有 SAMCEF、ANSYS 和 ARMD 等。SAMCEF 中的 SAMCEF FOR ROTOR 模块是一个针对转子动力学的专业软件，该模块可对转轴、定子及连接部件等进行动力学特性进行分析，进而可以得出系统的临界转速、稳定性、瞬态响应及不平衡响应等。本章节采用 SAMCEF FOR ROTOR 对柔性转子系统进行分析。转子的模态分析和跨临界过程时的振动特性时转子动力学分析的重要内容之一。在系统运行前，对转子的模态以及临界振幅的影响因素进行详细分析，对转子的振动控制具有重大意义。根据前面分析的细长转子，在 SAMCEF 里建模并划分好网格，如图 2-6 所示[64-66


本文编号：3458912